DE1268882B - Elektrodenanordnung in Messgeraeten fuer stroemende Fluessigkeiten - Google Patents
Elektrodenanordnung in Messgeraeten fuer stroemende FluessigkeitenInfo
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Description
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1 268 882
P 12 68 882.3-52
19. Juli 1963
22. Mai 1968
P 12 68 882.3-52
19. Juli 1963
22. Mai 1968
Die Erfindung bezieht sich auf Elektrodenanordnungen in Meßgeräten für strömende Flüssigkeiten.
Solche Elektrodenanordnungen aus zwei einander an der Innenwand eines Rohres von zentralsymmetrischem
Querschnitt gegenüberliegenden Elektroden, zwischen denen eine Flüssigkeit hindurchströmt, werden
z. B. bei Leitfähigkeitsmessungen in strömenden Flüssigkeiten oder in Verbindung mit einem Konzentrationsmesser
zur Bestimmung der Konzentration in einer Flüssigkeit verteilter fester Bestandteile verwendet
(französische Patentschrift 1 047 003).
Bekannte Elektrodenanordnungen für diese Zwecke haben den Nachteil, daß eine inhomogene Verteilung
der Bestandteile zu Fehlmessungen führt. Die Strömungsbedingungen in dem Rohr, in dem die Elektroden
angebracht sind, können selbst eine inhomogene Verteilung der festen Bestandteile zwischen
den Elektroden und damit solche Fehler in der Konzentrationsbestimmung verursachen.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Fehler, der bei bekannten Konzentrationsmessern
auftritt, eine Folge des Umstandes ist, daß der Strom zwischen den sich gegenüberstehenden Elektroden
im wesentlichen in einem schmalen Querschnitt der Flüssigkeit verläuft, der für die ganze Strömung mit
ungleichmäßiger Verteilung der festen Partikel nicht repräsentativ ist, und ihr Ziel ist daher, eine Anordnung
zu finden, bei der dieser Fehler merklich verringert ist und im wesentlichen behoben werden
kann.
Die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung in Meßgeräten für strömende Flüssigkeiten aus zwei
einander an der Innenwandung eines von der Flüssigkeit durchströmten Rohres von zentralsymmetrischem
Querschnitt gegenüberliegend angeordneten Elektroden ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden
die Gestalt zusammenhängender elektrisch leitender Bänder haben oder aus einzelnen, voneinander
durch Zwischenräume getrennten Abschnitten bestehen, die miteinander elektrisch leitend verbunden
sind, wobei die Längsachsen der Elektroden an Punkten, die sich diametral gegenüberliegen, mit den
zur Rohrachse parallelen Geraden durch diese Punkte jeweils gleiche Winkel einschließen. Infolgedessen
geht der Strom zwischen verschiedenen Punkten längs der Elektroden in verschiedene Richtungen
über, und der Gesamtstrom ist gegenüber Inhomogenitäten in der Flüssigkeit weniger empfindlich.
Die Wirkungsweise kann auch als analog zu einer Ablenkung der Flüssigkeitsströmung beschrieben
werden, weil verschiedene Teile der Elektroden den Flüssigkeitsstrom aus verschiedenen Winkeln oder
Elektrodenanordnung in Meßgeräten für
strömende Flüssigkeiten
strömende Flüssigkeiten
Anmelder:
Mawdsley's Limited, Dursley, Gloucestershire
(Großbritannien)
(Großbritannien)
Vertreter:
Dipl.-Ing. G. Schliebs, Patentanwalt,
6100 Darmstadt, Ludwig-Büchner-Str. 14
Als Erfinder benannt:
Leonard Myer Bennett,
an Rodborough, Stroud, Gloucestershire
(Großbritannien)
Leonard Myer Bennett,
an Rodborough, Stroud, Gloucestershire
(Großbritannien)
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 21. Juli 1962 (28 153)
Großbritannien vom 21. Juli 1962 (28 153)
Richtungen »sehen«, so daß sich der Gesamtstrom dem Wert nähert, den er bei gleichmäßiger Leitfähigkeit
annehmen würde.
Bei Verwendung eines kreiszylindrischen Rohres haben die Elektroden mit Vorteil eine solche Lage
und Gestalt, daß der kürzeste Abstand von einem Punkt einer Elektrode zu einem Punkt auf der gegenüberliegenden
Elektrode ein Rohrdurchmesser ist.
Die Elektroden sind vorzugsweise schraubenförmig gestaltet, und die Steigung wird so gewählt,
daß der Hauptteil des Stromes die Tendenz hat, quer durch die Flüssigkeit und nicht in Strömungsrichtung
zu fließen. Obwohl die geometrische Form nicht von besonderer Bedeutung ist, sollte jede Elektrode längs
der Strömungsrichtung vorzugsweise einen Winkel von 220° umschlingen, um gute Ergebnisse zu erhalten.
Bei Verwendung schraubenförmiger Elektroden ist der Eindruck also vergleichbar dem einer
zweigängigen Schraube.
Jede Elektrode kann, wie erwähnt, in ihrer Länge zusammenhängend sein, also die Form eines gewundenen
Bandes haben, sie kann aber auch in schmale, dicht aufeinanderfolgende und getrennt angebrachte
809 550/216
Abschnitte unterteilt sein, die elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Letztere Ausführung ist
leichter als eine kontinuierliche Elektrode zu fertigen, wenn der Rohrdurchmesser groß ist, und sie hat den
weiteren Vorteil, daß der Widerstand zwischen den Elektroden größer wird, während der von der Erfindung
gewollte »Ablenkeffekt« voll erhalten bleibt. Für manche Zwecke und insbesondere bei engen
Rohren genügen drei um 120° längs der Rohrachse versetzte Abschnitte.
Es muß sichergestellt sein, daß die Steigung der Elektroden vernünftige Abemessungen hat, damit der
Hauptteil des Stromes zwischen den Elektroden quer durch die strömende Flüssigkeit und nicht längs der
Wandung in Strömungsrichtung übergeht. Vorzugsweise soll die Steigung jeder Elektrode mindestens
das I1MaClIe des Durchmessers des Rohres betragen,
und gegebenenfalls können die beiden Elektroden auch in axialer Richtung gegeneinander versetzt sein.
Die Erfindung kann auf verschiedenste Weise ausgeführt
werden. Einige Ausführungsbeispiele werden im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben.
In dieser zeigt
F i g. 1 in perspektivischer Ansicht ein schraubenförmiges Elektrodenpaar im Mantel einer zylindrisehen
Röhre,
F i g. 2 eine Abwicklung dieses Mantels mit den beiden Elektroden,
F i g. 3 in perspektivischer Ansicht eine andere Ausführung mit Elektroden in Form einzelner Abschnitte,
F i g. 4 eine vergrößert dargestellte Anordnung nach Fig. 3 mit Blick auf die Stirnseite,
F i g. 5 eine Abwicklung eines Röhrenmantels mit Darstellung des Einflusses der Steigung schraubenförmiger
Elektroden,
F i g. 6 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung der Wirkung eines axialen Versatzes zwischen
den beiden schraubenförmigen Elektroden.
In der Ausführung nach Fig. 1 erstrecken sich zwei schraubenförmige Elektroden 10 und 11 auf
einem Winkel von 180° um die Achse einer Röhre 12, durch die eine Flüssigkeit strömt. Die Anordnung
ist so getroffen, daß der geringste Abstand von irgendeinem Punkt der einen Elektrode zur anderen
Elektrode auf einem Durchmesser der Röhre liegt, also senkrecht zur Strömungsrichtung durch diese
Röhre. Auf diesem kürzesten Abstand will also der Strom zwischen diesen beiden betrachteten Punkten
übergehen. In der Ausführung nach F i g. 3 und 4 besteht jede Elektrode aus einer Serie diskreter Abschnitte
14,16 nach Art von Stempeln, die sich längs einer Schraubenlinie auf einem Winkel von 160° um
die Achse einer Röhre 13 erstrecken. Die Röhre 13 selbst besteht aus Isolierstoff, und jeder Stempel 14,
16 trägt einen Kopf, der bündig in der Innenwandung der Röhre 13 liegt, und einen Schaft, der durch die
Wandung hindurchtritt und außen Befestigungsmittel, wie z. B. Muttern und elektrische Verbindungen,
trägt. Die Stempel 14 der einen Gruppe, die die eine Elektrode bilden, sind elektrisch miteinander und mit
einer Klemme 15 verbunden und ebenso die andere Gruppe von Stempeln 16 untereinander und mit einer
Klemme 17.
In der Abwicklung eines Zylindermantels nach F i g. 5 sind vier mögliche Varianten der Steigung
eines Paares von schraubenförmigen Elektroden dargestellt. Die Abszisse AB stellt den Umfang eines
Röhrenquerschnitts dar, nämlich π -D, worin D der
Durchmesser ist. Andererseits ist AC=CE=EF=D. Im ersten Beispiel, in dem die Steigung der Elektroden^
G gleich ihrem Durchmesser ist, ist die kürzeste Entfernung Gif zwischen den Elektroden, gemessen
längs der Röhrenwandung, etwas kleiner als der Durchmesser. In diesem Fall wird daher der
Strom die Tendenz haben, entlang der Wandung der Röhre und im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit zu fließen. Das ist unerwünscht.
Im zweiten Beispiel mit der Steigung AI = 1,5 · D
(F i g. 5) ist der Abstand // zwischen den Elektroden längs der Wandung gleich dem oder etwas größer als
der Durchmesser D. Infolgedessen hat der Strom die Tendenz, quer durch die Röhre zu fließen.
Im dritten Beispiel ist die Steigung AK gleich 2 · D
und der Abstand KL zwischen den Elektroden etwas größer als der Durchmesser, und der Strom wird
ebenfalls durch die Röhre fließen. Dasselbe gilt für das vierte Beispiel in dem die Steigung AF gleich
· D und der Abstand MN wesentlich größer als D ist.
In F i g. 6 erstrecken sich die beiden Elektroden wieder auf einem Winkel von etwa 180° schraubenförmig
um die Achse und sie sind gegeneinander um einen Betrag gleich der halben Steigung oder gleich
ihrer halben axialen Erstreckung versetzt.
Claims (7)
1. Elektrodenanordnung in Meßgeräten für strömende Flüssigkeiten aus zwei einander an der
Innenwand eines von der Flüssigkeit durchströmten Rohres von zentralsymmetrischem Querschnitt
gegenüberliegend angeordneten Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden die Gestalt zusammenhängender elektrisch
leitender Bänder (10, 11) haben oder aus einzelnen, voneinander durch Zwischenräume getrennten
Abschnitten (14, 16) bestehen, die miteinander elektrisch leitend verbunden sind, wobei
die Längsachsen der Elektroden an Punkten, die sich diametral gegenüberliegen, mit den zur Rohrachse
parallelen Geraden durch diese Punkte jeweils gleiche Winkel einschließen.
2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 in einem kreiszylindrischen Rohr, gekennzeichnet
durch eine solche Lage und Gestaltung der Elektroden, daß der kürzeste Abstand von einem
Punkt einer Elektrode zu einem Punkt auf der gegenüberliegenden Elektrode ein Rohrdurchmesser
ist.
3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch schraubenförmige Elektroden
(Fig.l).
4. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode
längs der Strömungsrichtung einen Winkel von mindestens 180° umschlingt.
5. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode
längs der Strömungsrichtung einen Winkel von mindestens 220° umschlingt.
6. Elektrodenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steigung jeder Elektrode
mindestens das lV2iache des Rohrdurchmessers beträgt.
7. Elektrodenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektroden Schraubenform haben und (Fig. 6).
axial gegeneinander versetzt sind
In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1047 003.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 550/216 5.68 © Bundesdruckerei Berlin
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