DE1262654B - Messgeraet fuer die lineare Stroemungsgeschwindigkeit eines Mediums, insbesondere fuer die lineare Luft- oder Fluggeschwindigkeit - Google Patents
Messgeraet fuer die lineare Stroemungsgeschwindigkeit eines Mediums, insbesondere fuer die lineare Luft- oder FluggeschwindigkeitInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
GOIp
Deutsche Kl.: 42 ο-15
Nummer: 1262 654
Aktenzeichen: A 53821IX b/42 ο
Anmeldetag: 19. Oktober 1966
Auslegetag: 7. März 1968
Die Erfindung betrifft ein Meßgerät für die lineare Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums, insbesondere
für die lineare Luft- oder Fluggeschwindigkeit, mit einem von einem drehzahlregelbaren Antrieb
angetriebenen mehrflügeligen Schaufelrad, dem eine auf die Schaufelraddrehzahl ansprechende Einrichtung
zur Abgabe eines die relative Geschwindigkeit kennzeichnenden Ausgangswertes zugeordnet
ist.
Unter den bekannten Bauarten von Luftgeschwindigkeitsmessern sind diejenigen am gebräuchlichsten,
welche den Staudruck mit Hilfe eines Pitotrohres messen und eine dem Fachmann unter der Bezeichnung
»angezeigte Luft- bzw. Fluggeschwindigkeit« bekannte Anzeige liefern. Bei einem anderen bekannten
Gerät wird das Verhältnis von Staudruck zu statischem Druck sowie die Staupunkttemperatur der
Luft gemessen und eine unter der Bezeichnung »wahre Luft- bzw. Fluggeschwindigkeit« bekannte
Größe errechnet.
Die die angezeigte Luftgeschwindigkeit liefernden Geräte sind bei ihrem Einsatz einer Anzahl von Beschränkungen
unterworfen; sie gewährleisten beispielsweise eine echte Messung der Fluggeschwindigkeit
nur bei Meeresspiegelhöhe sowie unter Normalbedingungen und müssen bezüglich Temperatur und
Höhendruck korrigiert werden. Darüber hinaus sind diese Geräte nicht geeignet, um Luftgeschwindigkeiten
unterhalb 75 km/h mit angemessener Genauigkeit anzugeben.
Das den Wert der wahren Luftgeschwindigkeit liefernde bekannte Gerät benötigt dazu eine Messung
des Druckverhältnisses und der Temperatur sowie einen komplizierten Rechenschaltungsaufbau und ist
gleichfalls nicht in der Lage, Luft- bzw. Fluggeschwindigkeiten unterhalb 75 km/h mit ausreichender
Genauigkeit anzugeben.
Bei einem anderen Meßgerät zur Bestimmung der wahren Luftgeschwindigkeit wird ein von einem
drehzahlregelbaren Antrieb angetriebener Propeller verwendet, der zumindest einen Flügel aufweist, bei
dem auf gegenüberliegenden Seiten Druckmeßkanäle münden, die es gestatten, zusammen mit einer im
Inneren der Propellernabe angeordneten Druckmeßeinrichtung den Druck auf gegenüberliegenden Seiten
des Propellerflügels zu messen. In Abhängigkeit von der so gewonnenen Druckdifferenz wird die Propellerdrehzahl
geregelt, bis die Druckdifferenz zu Null geworden ist, womit die Propellerdrehzahl ein
Maß der wahren Luftgeschwindigkeit darstellt. Dieses Gerät erfordert verhältnismäßig komplizierte Konstruktionen
mit umlaufenden Druckdifferenzmeß-Meßgerät für die lineare
Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums,
insbesondere für die lineare Luftoder Fluggeschwindigkeit
Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums,
insbesondere für die lineare Luftoder Fluggeschwindigkeit
Anmelder:
AEROFLEX Laboratories Incorporated,
Plainview, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. W. Scherrmann
und Dr.-Ing. R. Rüger, Patentanwälte,
7300 Esslingen, Fabrikstr. 9
Als Erfinder benannt:
Walter Alan Hickox, Glen Cove, N. Y. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. Oktober 1965 (500 613)
geräten u. dgl. Auch gestattet es nicht, die Luftströmungsrichtung
zu messen.
Abgesehen davon wurde zur Messung von geringen Strömungsgeschwindigkeiten im Wasser, beispielsweise
im Ebbe- und Flutgebiet des Meeres usw., auch schon ein hydrometrischer Flügel verwendet,
der in der Achsrichtung beweglich gelagert ist und dessen Bewegung in Achsrichtung zur Steuerung der
Antriebsvorrichtung herangezogen wird. Dieser Flügel ist grundsätzlich ungeeignet, höhere Geschwindigkeiten
zu messen, wofür er auch nicht bestimmt ist.
Ein weiteres bekanntes Luftgeschwindigkeitsmeßgerät ist das Anemometer, das zwar innerhalb einer
gegebenen Höhe niedrige Geschwindigkeiten messen kann, jedoch einer Anzahl von Einschränkungen und
Nachteilen unterworfen ist. Sofern ein solches Gerät für empfindliche Messungen niedriger Luftgeschwindigkeiten
ausgelegt ist, kann es auf Grund seiner notwendig zerbrechlichen Bauweise nicht den bei Geschwindigkeiten
von mehreren hundert Kilometer je Stunde auftretenden Kräften standhalten. Dieser
Nachteil läßt sich durch einen Schutzmantel für die rotierenden Schalen des Anemometers beseitigen, jedoch
wird das Gerät dadurch in unerwünschter Weise richtungsabhängig. Darüber hinaus erhält dadurch
die rotierende Einheit ein relativ hohes Trägheitsmoment, so daß die Empfindlichkeit für plötz-
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liehe Änderungen der Luftgeschwindigkeit unzulässig stark nachläßt.
Sowohl bei Meßgeräten der Anemometerbauart als auch bei einer Reihe von denen, welche die angezeigte
und die wahre Luftgeschwindigkeit liefern und Druckumsetzer beliebiger Bauart benutzen, muß das
Medium, dessen Geschwindigkeit gemessen werden soll, mechanische Arbeit leisten, beispielsweise die
Anemometerschalen in Drehung versetzen oder die Membran einer Druckdose verbiegen. Dabei auftretende
Reibungs- und Hysteresiseffekte führen zu Fehlern, welche die erzielbare Meßgenauigkeit sowie
die untere Empfindlichkeitsgrenze einschränken. Andererseits folgt bei Abfühlgeräten mit Kraftausgleichsdruckumsetzern,
bei denen das zu messende Medium keine Arbeit leisten muß, der Druck einer quadratischen Funktion der Geschwindigkeit, wodurch
der dynamische Anteilsbereich der Geschwindigkeitsmessung an Genauigkeit verliert.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuartigen
und verbesserten Meßgerätes für die lineare Luft- bzw. Fluggeschwindigkeit, das die vorgenannten
eingeschränkten Einsatzmöglichkeiten und Nachteile bekannter Geräte nicht aufweist, sich vielmehr
durch nachfolgend aufgeführte Vorteile auszeichnet: Durch ein Ausgangssignal, das im wesentlichen die
lineare Luftgeschwindigkeit innerhalb eines großen Geschwindigkeitsbereiches zwischen etwa Null und
mehreren hundert Kilometer je Stunde wiedergibt; durch ein schnelles Ansprechen auf plötzliche Änderangen
der Luftgeschwindigkeit; durch die Fähigkeit, zusätzlich zur Messung der Größe der Luftgeschwindigkeit
auch die Richtung der Luftströmung messen zu können; und durch einen Minimalbedarf an
mechanischen oder elektrischen Rechenelementen zur Erzeugung eines verwertbaren Ausgangssignals.
Zu diesem Zweck zeichnet sich das Meßgerät für die lineare Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums
gemäß der Erfindung dadurch aus, daß das Schaufelrad in einem innerhalb eines Gehäuses angeordneten
durchgehenden Kanal drehbar gelagert ist und an der Mediumsaustrittsseite des Schaufelrades eine auf die
Richtung der Mediumsströmung bezüglich der Schaufelraddrehachse ansprechende Meß- und
Steuereinrichtung angeordnet ist, die die Drehzahl des Schaufelradantriebes im Sinn einer Verringerung
der Abweichung der Mediumsströmungsrichtung an der Schaufelradaustrittsseite von der wahren Achsrichtung
verändern kann.
Die Beschreibung eines zur Luftgeschwindigkeitsmessung dienenden Gerätes schließt nicht aus, daß
eine Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips grundsätzlich auch zur Messung der Geschwindigkeit
anderer Medien, beispielsweise von Gas, Wasser usw., möglich ist.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung der mechanischen und elektromechanischen
Bauteile eines erfindungsgemäßen Meßgerätesfür die lineare Fluggeschwindigkeit,
F i g. 2 eine schematische Übersicht über die dem mechanischen Aufbau nach F i g. 1 zugeordneten
elektrischen Rechen- und Steuerschaltungen und
Fig. 3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise des Gerätes nach F i g. 1
und 2.
Das in F i g. 1 dargestellte Meßgerät nach der Erfindung umfaßt ein Gehäuse 10 mit einem in Längsbzw,
in Flugrichtung verlaufenden Luftkanal 11, in dem ein Schaufelrad 12 mit einer Anzahl von zur
Drehachse geneigten Schaufeln gelagert ist. Ferner ist ein in semer Drehzahl veränderlicher Antrieb für
das Schaufelrad 12 vorgesehen, der aus einem üblichen Elektromotor 13 mit veränderbarer Drehzahl
bestehen kann, beispielsweise aus einem in F i g. 1 teilweise im Schnitt gezeigten Induktionsmotor.
Das Meßgerät enthält ferner eine Einrichtung, die auf die Richtung der Luftströmung innerhalb des
Kanals 11 am Austritt des Schaufelrades 12 anspricht, um die Drehzahl des Antriebes 13 derart zu
verändern, daß die Abweichung der Strömungsrichtung von der Axialrichtung an dieser Stelle verschwindet.
Diese Einrichtung umfaßt zwei innerhalb des Kanals 11 hinter dem Austritt des Schaufelrades
12 gehalterte Widerstandsthermometer 15 und 16 (Bolometer), die ein sich mit der Richtung der Luftströmung
änderndes elektrisches Signal liefern. Die Bolometer 15 und 16 können z. B. so angeordnet
sein, daß jedes in einem gleichen Winkel zu einer Axialebene des Kanals geneigt ist und eine in einer
zur Mittelachse des Kanals parallelen und versetzten Ebene liegende V-förmige Anordnung entsteht, wobei
der Scheitel des Y dem Schaufelrad am nächsten liegt.
Das Meßgerät umfaßt ferner eine Einrichtung, die auf den Unterschied der Widerstandswerte der Bolometer
15 und 16 anspricht und entsprechend Fig. 2 aus einer Widerstandsbrücke bestehen kann, die zwischen
einer Anschlußklemme 17 und Erde liegt und als zwei Brückenzweige die Bolometer 15 und 16 und
als zwei weitere Brückenzweige Widerstände 18 und 19 aufweist. Außerdem ist eine auf einen Abgleichsfehler
der Brücke ansprechende Einrichtung, beispielsweise ein Verstärker 20 vorgesehen, der an die
Verbindungspunkte der beiden Brückenarme angeschlossen ist und durch Veränderung der Erregung
oder auf andere Weise die Geschwindigkeit des das Schaufelrad 12 treibenden Motors 13 steuert.
Das Meßgerät umfaßt ferner eine Einrichtung, die auf die Drehzahl des Schaufelrades anspricht und
eine Ausgangsgröße erzeugt, die für die Fluggeschwindigkeit des Meßgerätes kennzeichnend ist.
Diese Einrichtung kann aus einem Tachometer mit einer ortsfesten Ankerwicklung 21 und einem drehbaren
Permanentmagneten 22 bestehen, der auf der Welle des Schaufelrades 12 sitzt und zusammen mit
dieser vom Motor 13 getrieben wird. Der Tachometer 21, 22 liefert ein elektrisches Signal, das sich mit der
Drehzahl des Schiufelrades 12 ändert und somit, wie weiter unten erläutert, kennzeichnend für diese Fluggeschwindigkeit
ist. Gemäß F i g. 2 ist der Ausgang des Tachometers 21, 22 an ein Anzeigegerät 23 für
die horizontale Fluggeschwindigkeit oder an ein beliebiges anderes Auswertungsgerät angeschlossen.
Das Meßgerät umfaßt ferner eine Einrichtung zur Bestimmung der Richtung der Luftströmung am
Meßgerät, bestehend aus einem quer durch das Gehäuse 10 verlaufenden Luftkanal 24, dessen Enden
an diametral entgegengesetzten Stellen des Gehäuses 10 münden. Außerdem ist eine auf die Richtung der
Luftströmung durch den querverlaufenden Kanal 24 ansprechende Einrichtung vorgesehen, um die Richtung
des Gehäuses 10 in der Weise nachzustellen, daß diese Luftströmung verschwindet. Im einzelnen
sind zu diesem Zweck innerhalb des Luftkanals 24 zwei Widerstandsthermometer (Bolometer) 25 und
26 hintereinander angeordnet. Außerdem ist eine auf den Unterschied der Widerstandswerte der Bolometer
25 und 26 ansprechende Einrichtung, z. B. nach F i g. 2 in Form einer Widerstandsbrücke, vorgesehen,
in deren einen Hälfte das Bolometer 25 und ein Bezugswiderstand 27 und in deren anderen Hälfte
das Bolometer 26 und ein Bezugswiderstand 28 liegen. Bei einem Fehlabgleich der Brücke spricht
eine weitere Einrichtung an, um die Richtung des Gehäuses 10 in dem Sinn zu verstellen, daß das
unterschiedliche Ansprechverhalten der Bolometer 25 und 26 verringert und der Fehlabgleich der Brükkenschaltung
beseitigt wird. Diese Einrichtung kann aus einem Verstärker 29 bestehen, der über einen
Servomotor 30 und ein Untersetzungsgetriebe 31 eine Welle 32 verstellt, auf deren Ende das Gehäuse 10
sitzt.
Das Meßgerät umfaßt ferner eine Einrichtung, die auf die Nachstellung des Gehäuses 10 anspricht und
ein Signal abgibt, das für die Richtung der Luftströmung kennzeichnend ist. Die Nachstellbewegung des
Gehäuses 10 wird durch einen schematisch an der Stelle 33 angedeuteten Mechanismus auf einen Drehfeldgeber
34 übertragen, der elektrisch mit einem Drehfeldempfänger 35 gekoppelt ist, der seinerseits
an ein Anzeigegerät oder ein anderes Auswertungsgerät 36 angeschlossen sein kann. Die in F i g. 2 dargestellten
Schaltungseinheiten lassen sich, falls erforderlich, an einem von dem Gehäuse 10 entfernten
Ort, z. B. in der Pilotenkabine eines mit dem Meßgerät ausgestatteten Flugzeuges, unterbringen. Zu
diesem Zweck können die elektrischen Anschlüsse der verschiedenen innerhalb des Gehäuses befindliehen
Einheiten durch einen Gehäuseansatz 10 a nach außen an eine Folge von Schleifringen 37 geführt
sein, denen mit elektrischen Klemmen 39 bis 45 verbundene Bürsten 38 zugeordnet sind; die
Klemmen besitzen in der Schaltung nach Fig. 2 die gleichen Bezugszeichen.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise des soweit beschriebenen Luft- bzw. Fluggeschwindigkeitsmeßgerätes
ist auf F i g. 3 Bezug genommen.
Nimmt man an, daß die durch den in Längsrichtung verlaufenden Kanal 11 strömende Luft eine
durch den Vektor V bestimmte Richtung und Geschwindigkeit aufweist, so trifft sie auf die geneigten
Schaufeln des Schaufelrades 12. Stände das Schaufelrad 12 still, so würde die Luft an seinem Austritt eine
Geschwindigkeit und eine Richtung entsprechend dem Vektor Vs besitzen. Falls die Schaufeln bezüglich
F i g. 3 nach rechts bewegt werden, erteilen sie der durchströmenden Luft eine durch den Vektor V1
angedeutete Geschwindigkeitskomponente. Bewegt sich das Schaufelrad 12 genau mit der richtigen Geschwindigkeit,
so entspricht der Vektor F/ der horizontalen Komponente des Vektors Vs, und die Austrittsgeschwindigkeit
der Luftströmung ergibt sich durch den Vektor Vc. Falls sich das Schaufelrad 12
dagegen zu schnell dreht, wird die Luftströmung am Austritt in die durch den Vektor VF angegebene
Richtung abgedrängt.
Die Bolometer 15 und 16 am Ausgang des Schaufelrades 12 sind elektrisch in der gleichen
Weise geheizt. Bei einer Drehzahl des Schaufelrades 12, bei der die Austrittsgeschwindigkeit und -richtung
der Luftströmung durch den Vektor Vc wiedergegeben
ist, werden dann die Bolometer 15 und 16 von der Luftströmung gleichmäßig gekühlt. Rotiert das
Schaufelrad 12 zu langsam und erhält die Luftströmung demzufolge eine Richtung entsprechend dem
Vektor Vs, so beeinflußt die Luftströmung das Bolometer
15 stärker als das Bolometer 16, während bei einer zu großen Drehzahl des Schaufelrades 12 der
umgekehrte Fall eintritt.
Gemäß F i g. 2 bilden die beiden Bolometer 15 und und 16 zwei Zweige einer Widerstandsbrücke, so daß
jeder Unterschied ihrer Widerstandswerte auf Grund ungleicher Erhitzung zu einem Abgleichsfehler der
Brückenschaltung führt. Diese Unsymmetrie wird in dem Verstärker 20 verstärkt, von dem aus die Drehzahl
des Antriebsmotors 13 geregelt wird, um auf diese Weise die Drehzahl des Schaufelrades 12 dahingehend
zu beeinflussen, daß sich die Fehlabgleichsspannung der Brücke sowie die Abweichung
der Luftströmung am Austritt des Schaufelrades 12 von der durch den Vektor Vc bestimmten Axialrichtung
verringert. Die Bolometer 15 und 16 und die zugeordnete Brückenschaltung sprechen demnach
auf Richtung und Größe einer Abweichung der Luftströmung am Austritt des Schaufelrades 12 von der
Axialrichtung an.
Ändert sich die Geschwindigkeit der durch den Kanal 11 und das Schaufelrad 12 strömenden Luft,
so wird die Drehzahl des Schaufelrades selbsttätig in der Weise nachgeregelt, daß sein Beitrag zu der
durch den Vektor V1 angegebenen Luftgeschwindigkeit
auf den Wert Null absinkt und die Luft durch das Schaufelrad strömt, ohne auf dessen Schaufeln
aufzuprallen. Die Drehzahl des Schaufelrades 12 stellt deshalb eine im wesentlichen genaue und
lineare Anzeige der Geschwindigkeit der durch den Kanal 11 strömenden Luft dar. Die Drehzahl des
Schaufelrades 12 wird in an sich bekannter Weise von dem Tachometergenerator 21, 22 gemessen und
einem beliebigen Verwertungsgerät, beispielsweise dem Fluggeschwindigkeitsanzeiger 23, zugeführt.
Liegt die Achse des Meßgerätes parallel zur Richtung der anströmenden Luft, so bauen sich an den
einander gegenüberliegenden Enden des querverlaufenden Kanals 24 gleiche statische Drücke auf, so
daß durch diesen Kanal keine Luft strömt. Unter diesen Bedingungen nehmen die beiden Bolometer
25 und 26 einen Gleichgewichtszustand an, bei dem beide die gleichen Widerstandswerte aufweisen.
Sollte sich jedoch die Windrichtung (Fahrtrichtung) in der vertikalen Ebene (relativ zu dem gemäß F i g. 1
gerichteten Gerät) verändern, so entsteht im Kanal 24 ein Druckunterschied und damit eine diesen Unterschied
auszugleichen versuchende Luftströmung.
Wenn beispielsweise die Luft von der oberen Öffnung durch den Kanal 24 nach unten strömt und
dabei auf das Bolometer 25 trifft, so wird dieses merklich gekühlt und die Luft mit dem Erfolg merklich
aufgeheizt, daß sich das nachfolgend angeordnete Bolometer 26 in geringerem Umfang abkühlt. Dadurch
ergeben sich unterschiedliche Widerstandswerte für die Bolometer 25 und 26, die in der Brückenschaltung
nach F i g. 2 einen Abgleichsfehler hervorrufen, der über einen Verstärker 29, einen Servomotor 30
und ein Getriebe 31 in eine Verstellung des Gehäuses 10 innerhalb der vertikalen Ebene umgewandelt wird,
mit welcher der Druckunterschied längs des Kanals 24 bzw. die Neigung der Achse des Abmeßgerätes
zur Richtung der einströmenden Luft beseitigt wird.
Der Servomotor 30 treibt über den nicht näher gezeichneten Mechanismus 33 einen Drehfeldgeber, der
seinerseits mit einem Drehfeldempfänger gekoppelt ist und letzteren um einen der Bewegung des Gehäuses
proportionalen Betrag verstellt. Der Drehfeldempfänger 35 steht mit einem beliebigen Auswertungsgerät
(beispielsweise einem Anzeigegerät 36) in Verbindung, wo die augenblickliche Neigung der
Achse des Abfühlgerätes bezüglich der Richtung der Luftströmung in der vertikalen Ebene bzw. in der
Höhenebene angezeigt wird.
Nachdem das erfindungsgemäße Meßgerät für die lineare Fluggeschwindigkeit in seiner Anwendung zur
Bestimmung der Fluggeschwindigkeit in einer vertikalen Ebene beschrieben worden ist, liegt es nahe,
dazu ein gleiches Meßgerät rechtwinklig anzuordnen, um die Größe und Richtung der Fluggeschwindigkeit
in einer horizontalen Ebene zu messen.
Dem Meßgerät nach der Erfindung kommen eine Anzahl von Vorteilen zu, die im folgenden zusammenfassend
erwähnt werden sollen.
1. Bei Anwendung als Luftgeschwindigkeitsmesser an einem Flugzeug bleibt das Gerät durch Heizwicklungen,
die zur Enteisung vorgesehen werden können, sowie bei Regen oder Schnee von Temperatur- und Druckveränderungen unbeeinflußt.
2. Bei Anwendung als Luftgeschwindigkeitsmesser an einem Flugzeug mißt das Gerät direkt die
wahre Fluggeschwindigkeit (und nicht die angezeigte Fluggeschwindigkeit) in sämtlichen Höhen
und benötigt dazu keine Rechenvorgänge oder Korrekturen im Hinblick auf Veränderungen
der Umgebungsbedingungen.
3. Das Meßgerät arbeitet nach dem Prinzip der Nullpunkt- oder Minimalwertsuche, so daß die
Luftströmung kerne mechanische Arbeit zu leisten hat und somit Fehler auf Grund von
Hysteresiswirkungen aller Art und Reibung gering bleiben.
4. Die Beziehung zwischen der wahren Fluggeschwindigkeit und der Schaufelraddrehzahl ist
linear und nicht quadratisch, womit der dynamische Meßbereich bei angemessener Genauigkeit
erheblich erweitert wird.
5. Abgesehen von seiner Anwendung zur Messung der wahren Fahrtgeschwindigkeit eines Flugzeuges
findet das erfindungsgemäße Meßgerät außerdem Anwendung als stationäres kombiniertes
Luftgeschwindigkeits- und Windrichtungsmeßgerät an Stelle eines üblichen Anemometers
und besitzt dabei ein weitergehendes und genaueres Anspruchverhalten.
Claims (7)
1. Meßgerät für die lineare Strömungsgeschwindigkeit
eines Mediums, insbesondere für die lineare Luft- oder Fluggeschwindigkeit, mit einem von einem drehzahlregelbaren Antrieb angetriebenen
mehrflügeligen Schaufelrad, dem eine auf die Schaufelraddrehzahl ansprechende Einrichtung
zur Abgabe eines die relative Geschwindigkeit kennzeichnenden Ausgangswertes zugeordnet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (12) in einem innerhalb eines Gehäuses angeordneten durchgehenden Kanal
drehbar gelagert ist und an der Mediumsaustrittsseite des Schaufelrades (12) eine auf die Richtung
der Mediumsströmung bezüglich der Schaufelraddrehachse ansprechende Meß- und Steuereinrichtung
(15, 16) angeordnet ist, die die Drehzahl des Schaufelradantriebes im Sinn einer Verringerung
der Abweichung der Mediumsströmungsrichtung an der Schaufelradaustrittsseite von der wahren Achsrichtung verändern kann.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Richtung der Luftströmung
an der Mediumsaustrittsseite des Schaufelrades (12) ansprechende Einrichtung mehrere Widerstandsbolometer (15, 16) aufweist,
die innerhalb des Luftkanals (11) hinter der Mediumsaustrittsseite des Schaufelrades angeordnet
sind, und daß die Steuereinrichtung zur Veränderung der Drehzahl des Antriebes (13) ein die
Unterschiede der Widerstandswerte der Bolometer berücksichtigendes Ansprechverhalten aufweist.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolometer (15, 16) Teile einer
Widerstandsbrückenschaltung (Fig. 2) bilden, und daß die Steuereinrichtung zur Veränderung
der Drehzahl des Antriebes (13) auf den Abgleichsfehler dieser Brückenschaltung anspricht.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Antrieb
(13) gekuppelter Tachometergenerator (21, 22) zur Erzeugung eines die relative Fluggeschwindigkeit
des Meßgerätes kennzeichnenden elektrischen Signals (23) vorgesehen ist.
5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher, quer durch das
Gehäuse (10) verlaufender, an beiden Enden offener Luftkanal (14) vorgesehen ist, in dem eine
Abfühl- und Steuereinrichtung (25, 26; 30, 31, 32) enthalten ist, die auf die Richtung der Luftströmung
durch diesen Kanal anspricht, um die Lage des Gehäuses in dem Sinn zu verstellen,
daß eine solche Luftströmung verschwindet, und daß eine auf die Verstellung ansprechende Anzeigeeinrichtung
(34, 35, 36) vorgesehen ist, um ein für die Richtung der Luftströmung kennzeichnendes
Signal zu erzeugen.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Nachstellung
der Gehäuselage zwei in dem querverlaufenden Kanal (24) hintereinander angeordnete Widerstandsbolometer
(25, 26) umfaßt, und daß eine auf den Unterschied der Widerstandswerte der Bolometer (25, 26) ansprechende Einrichtung
(27, 28, 41, 43; 29, 30) zur Nachstellung der Lage bzw. Richtung des Gehäuses (10) vorgesehen
ist.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbolometer Teile
einer Widerstandsbrückenschaltung (F i g. 2) bilden, und daß die Einrichtung zur Lagenachstellung
des Gehäuses (10) auf einen Abgleichsfehler der Brückenschaltung anspricht.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 477 072;
USA.-Patentschrift Nr. 2 493 931.
Deutsche Patentschrift Nr. 477 072;
USA.-Patentschrift Nr. 2 493 931.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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DEA53821A Withdrawn DE1262654B (de) | 1965-10-22 | 1966-10-19 | Messgeraet fuer die lineare Stroemungsgeschwindigkeit eines Mediums, insbesondere fuer die lineare Luft- oder Fluggeschwindigkeit |
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US (1) | US3364741A (de) |
DE (2) | DE6601042U (de) |
GB (1) | GB1100970A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2544378A1 (fr) * | 1983-04-12 | 1984-10-19 | Do G P | Dehouilleuse frontale |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE759519A (fr) * | 1969-11-28 | 1971-04-30 | Schlumberger Instrumentation | Capteur de debit volumetrique a turbine |
US3686937A (en) * | 1970-06-10 | 1972-08-29 | United Control Corp | Fluidic direction and velocity detection apparatus |
US3677086A (en) * | 1970-06-10 | 1972-07-18 | Sundstrand Data Control | Measuring system for a fluid flow stream |
US3686938A (en) * | 1971-06-28 | 1972-08-29 | Earle T Binckley | Automotive safety side wind indicator |
US4332173A (en) * | 1980-06-09 | 1982-06-01 | General Motors Corporation | Fan type mass airflow meter |
US4485671A (en) * | 1983-04-14 | 1984-12-04 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Miniature electro-optical air flow sensor |
DE19731918B4 (de) * | 1997-07-25 | 2005-12-22 | Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. | Windenergieanlage |
US9322685B2 (en) * | 2014-06-30 | 2016-04-26 | The Boeing Company | MEMS-based conformal air speed sensor |
US9933312B2 (en) * | 2016-09-08 | 2018-04-03 | Robert Bosch Gmbh | Bolometer fluid flow and temperature sensor |
RU2762539C1 (ru) * | 2020-12-15 | 2021-12-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Трехосный измеритель воздушной скорости |
RU2765800C1 (ru) * | 2020-12-15 | 2022-02-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Способ трехосного измерения воздушной скорости |
RU2762540C1 (ru) * | 2021-03-26 | 2021-12-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Преобразователь струйного частотного сигнала |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE477072C (de) * | 1929-05-31 | Preussischer Fiskus Landesanst | Hydrometrischer Fluegel zur Messung von Stroemungsgeschwindigkeiten | |
US2493931A (en) * | 1946-01-19 | 1950-01-10 | Boeing Co | True air-speed meter |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2736198A (en) * | 1951-08-31 | 1956-02-28 | Fluid stream direction indicator | |
US2983144A (en) * | 1956-02-13 | 1961-05-09 | Moses Harry | Electronic bivane wind direction indicator |
US3256737A (en) * | 1964-08-31 | 1966-06-21 | Anatole J Sipin | Velocity flowmeters |
-
1965
- 1965-10-22 US US500613A patent/US3364741A/en not_active Expired - Lifetime
-
1966
- 1966-09-21 GB GB42111/66A patent/GB1100970A/en not_active Expired
- 1966-10-19 DE DE6601042U patent/DE6601042U/de not_active Expired
- 1966-10-19 DE DEA53821A patent/DE1262654B/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE477072C (de) * | 1929-05-31 | Preussischer Fiskus Landesanst | Hydrometrischer Fluegel zur Messung von Stroemungsgeschwindigkeiten | |
US2493931A (en) * | 1946-01-19 | 1950-01-10 | Boeing Co | True air-speed meter |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2544378A1 (fr) * | 1983-04-12 | 1984-10-19 | Do G P | Dehouilleuse frontale |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE6601042U (de) | 1969-02-20 |
US3364741A (en) | 1968-01-23 |
GB1100970A (en) | 1968-01-31 |
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