DE1498271A1

DE1498271A1 - Massendurchflussmesser

Info

Publication number: DE1498271A1
Application number: DE1965A0049594
Authority: DE
Inventors: Chanaud Robert C
Original assignee: American Radiator and Standard Sanitary Corp
Current assignee: American Radiator and Standard Sanitary Corp
Priority date: 1964-07-29
Filing date: 1965-06-28
Publication date: 1970-07-16
Also published as: NL6509141A; US3370463A; NL149907B; DE1498271B2; GB1111529A; FR1442595A

Description

PATENTANWÄLTE Dipl.-ing. MARTI N LICHT

Dr. REINHOLD SCHMIDT

PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HERRMANN ' \

8 München 2-THERESiENSTRASSE 33 ,Vy Dipl.-Wirtsch.-Ing. A X E L HANSMANN

Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

"<" ^. ' '--' München, den 28, Juni 1965

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*· -'"* Ihr Zeichen Unser Zeichen

American Radiator & Standard Sanitary Corporation, Hew York 18, xI.Y. (V.St.A.)

Mao sendiirch. flussmesser

Diese Erfindung beziehb sich auf Massendurchfluasmessungen und genauer auf ein neuartiges Verfahren und eine Vorrichtung für solche Messungen unter Ausnutzung de.- Instabilität einer wirbelnden Fluidströmung.

Vielerlei grundsätzlich verschiedene Vorrichtungen zur Zählung oder Messung der Durchflussmenge von Fluida in geschlossenen Leitungen oder längs umschlossener Laufbahnen sind auf diesem Gebiet bekannt. Diese verschiedenartigen Vorrichtungen umfassen, zum Beispiel, mechanische üurcnflussmesser, wie jene von der Art einer Turbine, Differenzdruckmesser, wie die Venturi—Rohr-^easer, die Staurandmesser, die Düsenmesser, die Dall-Rohr-Messer, Laminarströmungsmeoser und "Lo-Loss"-Measer, LJltraschallmesser und Elektromagnetmesser. Alle diese bekannten Messgerätetypen unterliegen den verschiedenartigsten Nachteilen

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon: 292102 · Telegramm-Adresse: Lipatli/München

Bankverbindungen: Deutsche Bank AG, Filiale München, Dep.-Kasse Viktualienmarkt, Konto-Nr. 716728 ΒαχβΓ. Vereinsbank München, Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Klo.-Nr. 882495 ■ Postscheck-Konto: München Nr. 163397

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

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wie, zum Beispiel hohen Druckverlusten, Beschränkung auf die Messung der Durchflussmenge von Flüssigkeiten und keine Verwendbarkeit zur Messung der Durchflussmenge von Gasen, Fehler aufgrund von Wirbelbildung, relativ geringe Genauigkeit, nichtlineare limpfindlichkeitskurven, ziemlich lange Ansprechzeit, Begrenzung auf enge Messbereiche, Fehler aufgrund ungleichmassiger Strömung, Schwierigkeit in der Umformung der Ausgangsmeuijwerte in eine zugängliche Form, hoher Energiebedarf bei Elektromagnetmessern und anderen Fehlern, von denen die meisten den Fachleuten wohlbekannt sind.

Jedes der hessgeräte misst in erater Linie einen volumetriachen Fluidstrom. in vielen Fällen ist es -jedoch wichtiger, den Massendurchfluss von Fluida zu messen. In vielen Adsführun.iibeispielen der Chemie wurden die verscniedenen Mengen von Reaktionsstoffen am besten mitteis ihrer Hasse bestimmt. Wenn solch ein Fall auftritt und volumetrisch messende Messgeräte verwendet werden, ist es notwendig, die "Volumenmessungen in Me.:senmessungen umzurechnen. Dies kann durch Multiplikation der Volumenmeosungen mit der Dichte des Fluids bewerkstelligt werden. Dementsprechend können volumetrische Fluidflussmessgeräte geeichte Anzeigemittel enthalten, die den Dichtefaktor nachweisen. Es ist jedoch augenscrieinlicn, dass solcne Geräte begrenzte Genauigkeiten haben. Es ist hinlänglich bekannt, dass die Dichte eines Fluids sowohl eine Funktion seiner Temperatur alsauch des auf es ausgeübten Druckes ist. Ist das Fluid ein Gas, so kommt die Abhängigkeit der Dichte von Temperatur und

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Druck deutlicher zum Ausdruck. Daher ist es nicht möglich, einen konstanten Proportionalitätsfaktor zwischen dem Volumen und der Masse des gemessenen Fluids zu liefern. Deshalb haben die vorliegenden indirekten Massenmessungen eines Fluidflusses aufgrund von volumetrischen Fluidflussmessungen nur begrenzte Genauigkeit.

Bs sind Massendurchflussmesser und auch Dichtemesser vorgeschlagen worden, die die Messung der Laufzeit von Schallwellen durch eine Flüssigkeit benützen. Diese Geräte erfordern jedoch wenigstens einen aktiven Messumformer, um Schallwellen zu erzeugen. Zusätzlich zur Verwendung einer Schaltung und von Energie zum Betrieb des aktiven Energieumwandlers, ist eine weitere Schaltung zur Analyse und Verarbeitung der vom empfangenden Energieumwandler erzeugten Signale erforderlich. Deshalb sind 'Jltra-Schallmersgeräte ziemlich kostspielig in Herstellung und Bedienung.

jSs ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Fluidmasse-Durchfluss-Hessgerät zu liefern, das einen Genauigkeitsgrad besitzt, der in der Grö'ssenordnung von besser als -"}$> liegt, und das druck- oder temperaturabhängige passive Messumformermittel benützt.

Es ist ein anderes Ziel dieser Erfindung, einen fca;:send-urchflussmesser mit wirklich linearer AnzeigeempfinJlichkeit zu liefern.

009829/0157 bad ofhgwaI.

Es ist noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung, einen. ..._.. Massendurchflussmesser zu liefern, der in Verbindung mit allen, homogenen Fluida benützt werden kann.

Es ist auch ein Ziel dieser Erfindung, einen Massendurchflussmesser mit kurzer Ansprechzeit zu liefern.

Es ist auch ein weiteres Ziel dieser Erfindung, einen Massendurchflussmesser zu liefern, der den Massendurchsatz eines Fluids sowohl in laminarer, als auch in turbulenter Strömung und über den Durchsatzbereich hinweg, wo der Übergang von einer zur anderen erfolgt, messen kann.

Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, einen Massendurchflussmesser zu liefern, der weder irgendwelche beweglichen Teile hat, noch aktiv betriebene Messumformer verwendet.

Es ist noch ein anderes Ziel dieser Erfindung, einen Massendurchflussmesser zu liefern, der dem sich mit der Zeit einstellenden Verlust der Eichung stärker widersteht.

Es ist auch pin Ziel der Erfindung, einen Massendurchflussnesser zu liefern, der zur Messung des Massendurchsatzes eines Fluids in Rohrleitungen praktisch jeder Dimension und über einen weiten Durchcatzbereich verwendbar ist.

Es ist ausserdem ein weiteres Ziel dieser Erfindung,

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ein verbessertes Verfahren zur Messung des Massendurchsatzes • eines Fluids zu liefern.

Es ist ausserdem noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Messung des Massendurchsatzes eines Fluids mit Hilfe zweier Merkmale einer einzigen hydrodynamischen Eigenschaft eines strömenden Fluids, zu liefern.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Massendurchflussmesser zu liefern, der ohne zusätzliche Kosten oder ■ Änderungen am Gerät in einen höchst genauen volumetisehen Durchflussmesser umgewandelt oder gleichzeitig als solcher arbeiten kann.

Allgemein beabsichtigt die Erfindung die Einführung einer labil wirbelnden Strömung in einem Fluid, das durch eine, seine Querschnittsfläche erweiternde Fluidleitung hindurchtritt. Die Zunahme der Querschnittsfläche der Leitung erzeugt eine Fluid-Rückströmung längs der Hauptachse, der Leitung und die Gesamtströmung wird unstabil. Die Instabilität bringt die Achse des Fluidwirbels dazu, bezüglich der Hauptachse der Leitung zu präzedieren. Diese Präzessiqn äussert sich in messbaren Druck- und Temperatursehwankungen im Fluid, die durch abwechselnde Umwandlung zwischen hydrostatischer Energie und kinetischer Energie in dem wirbelnden Fluid verursacht werden. Die Amplitude der Druck- oder Temperatursehwankungen ist der kinetischen Energie aus dem Produkt der Dichte des Fluids und dem Quadrat seiner

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Geschwindigkeit entsprechend proportional, während die Frequenz der Druck- oder Temperaturschwankungen proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ist. Es sei darauf hingewiesen, dass das Verhältnis von kinetischer Energie und Strömungsgeschwindigkeit direkt proportional zur Dichte des Fluids und zum Volumendurchsatz und deshalb zum Massendurchsatz ist. Entsprechend wird, wenn ein Fühlermittel oder Messumformer die Druck- oder Temperaturschwankungen abfühlt, und die Frequenz- und Amplituden-Charakteristiken dieser Eigenschaft in Signale umgewandelt werden, die man einem geeigneten arithmetisch arbeitendem Gerät eingibt, ein Ausgangssignal erzeugt, das proportional zum Massendurchsatz ist. Auaserdem kann, wenn das Ausgangssignal einem geeigneten, integrierenden Gerät eingegeben wird, der gesamte Massendurchfluss gemessen werden.

Andere Ziele und die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden, eingehenden Beschreibung zusammen mit der beiliegenden Zeichnung ersichtlich, die-durch Beispiele die verschiedensten Verkörperungen der Erfindung aufzeigen, wobei sie dadurch keine Begrenzung liefern.

Zu den Zeichnungen:

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht einer Fluidleitung, zusammen mit einem einzigen Messumformer zur Messung des Massendurchflusses eines Fluids in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung;

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, 2 ist eine Längsschnittansicht einer Fluidlej.tung, einschljesslieh eines Paares von Messumformern zur Messung des Massendurchflusses eines Fluids nach. Massgabe einer anderen Ausführungsform der Erfindung ;

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht durch die Messumformer von Pig. 2j

Pig. 4 ist eine schematische Schaltungsanordnung der Parallelschaltung der Messumformer von Fig. 2, um ein elektrisches Signal zu gewinnen, das den hydrodynamischen Zustand des Fluids in der Leitung von Fig. 2 wiedergibt.

Fig. 5 ist ein anderes schematisches Schaltbild, worin die Signalausgänge der Messumformer aus Fig. 2 mit einem Differentialverstärker verbunden sind, der ein elektrisches Signal erzeugt, das den hydrodynamischen Zustand des Fluids wiedergibt.

Pig. 6 ist eine teilweise schematische Längsschnittansicht einer anderen Anordnung der Messumformer zur Erzeugung von Signalen, die die Fluidströmung in einer Leitung wiedergeben, und

Fig. 7 ist aas Blockschaltbild eines elektrischen Geräts

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zur Verarbeitung der von den Messumformern in den ^'ig. 1, 3, 4 und 5 erzeugten Signale, um Aufschluss über den Ma.;: s end ur eh." at ζ und die insgesamt darch die Leitung strömende Fluidmasse, nach Massgabe der Erfindung, zu erhalten.

Im allgemeinen wird gemäss der vorliegenden Erfindung das Pluii, dessen Massendurchsatz und dessen gesamte Masse gemessen werden soll, zuerst dazu gezwungen, eine Wirbelkomponente anzunehmen, .indem hydrostatische oder Druckenergie in kinetische Energie umgewandelt wird. Darm wird das wirbelnde Fluid dazu gebracht, in einem proportional zum Fluiddurchsatz befindlichen Maäse zu präzedieren. Diese Wirkungen können zustr.r.Jegebracrit werden, indem man das strömende Fluid innerhalt v:n Leitun.;smitteln einschulst, die darin mitwirkende wirbelerzeugende Mittel haben, aie antreibend auf die Annahme eines Wirbelzustands des durch die Leitungsmittel strömenden .Fluids wirken. Dann veranlasst man das wirbelnde Fluid durch eine geeignete Anordnung, wie z.B. durch Einleiten des wirbelnaen Fluids in einen Bereich erweiterten Querscnnitts der Leitan.:sffiitte.l, zu präaedieren. Der vergrösserte Rauminhalt oder die Vergrösserunä des Raumes fördern eine besondere Art hydrodynamiscner Instabilität, die das !iiederdruckzentrum des wirbelnden Fluids veranlasst, mit einer bestimmten Frequenz Liber der Miitellinie oder Längsachse der Leitungsmittel oder Fluid-Laufbahn zu präzedieren. Wenn man die Mittellinie des wirbelnden Fluids durch geeignete Mittel sichtbar machen könnte,

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könnte man in dem Beine Querschnittsfläche erweiternden Bereich der Leitungsmittel einen kegelförmigen Umriss wahrnehmen,

Diese Präzeseion des IJiederdruekzentrums, das im folgenden als "Wirbelpräzession" bezeichnet wird, hat ein Maar; , .lau in gewissen- Fällen direkt proportional zum mittleren Volumendurehiiatz der Strömung ist. Auf diese Weise kann ein geeignetes Fühlermittel, das im Betrieb dem präzedierenden wirbelnden Fluid ausgesetzt wird, dieses Pendeln der Wirbelpräzossion feats tollen, indem es die damit verbundenen Druck- oder i^ve iperaturschwanicun-* gen anzeigt. Dadurch wird ein Signal übertragen, aas eine Frequenzcharakteristik proportional zur Geschwindigkeit der Fluidströmung und eine Amplitude proportional zur Dichte des Fluids hat. Wenn die Frequenz- und Ampli tudencharakteristiken[Ln verschiedene oi.^nalo lufgotrennt werden, können die verschiedenen Signale arithmetisch aufbereitet werden, um vom JHa.jsendaruhsatz und vom gesamten Massendurchfluss, des durch die Lei.turi._-;ainittel sich bewegenden Fluids, abhängige Signale zu erzeugen. Man erhält gute jirgebnisae, vunm die i'HihlerniLttel in der riähe der erweiterten Querschnitttaflache oder der Raumzunahme der Leitungsmittel angebracht werden,

Iii l'^lij. 1 ist gemäsö der Prinzipien dieser Erfindung der urun-daufb.au .i^rguntell t. Üin erstes Fluidleitun .üiuit i-el ?.U und ein zweitos u'iui'iloi tungsmitbei 22 - v/obei das zweite Fluidleitun.^smj tteL einen grüsseren inneren Durchmesjer nat als n.er innere DurchmdSser des ernten Fluidleitun. smittels - können

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durch eine kurzes Kupplungsmittel 24 zusammengeschlossen sein, wie durch ein im wesentlichen im rechten Winkel zu jedem der Fluidleitungsmittel angeordneten Wandteils. Obgleich die Kupplung kurz ist, ist es möglich, eine sich verjüngende Kupplung zu verwenden. Wirbelmittel '.IS sind mit dem ersten Fluidleitungsmittel 20 verbunden, um das hindurchströmende Fluid in eine wirbelnde bewegung zu versetzen. Die Wirbelmittel können in Form feat eingebauter Schaufelblätter innerhalb des ersten Fluid lt:i tun ;smi ttel 20, oder als Windungen in der inneren Oberfläche des Pluidleitungsmittels 20, oder als kippen entlang der inneren ^uberfläche des ersten Fluidleitun_c:smittels 20, angebracht sein. CiS wurdu gefunden, dass die Linearität dieser Vorrichtung durch die Anordnung der v/irbelmi t tel bestimmt wird. Zum Beispiel erhält man eine lineare Vorricntung, wenn fest eingebaute Schaufel blätter mit einem, bezüglich der Hauptachse Qer Leitungsmittel gegebenen Abströmwinkel, verwendet werden. Ein Fühlermittel 28 ist Ln die günstigste Abfühlposition für die von der Wirbelpräs es si on herrülirexideri hydrodynamischen Eigenschaften des Fluida gebracht.

Df·-¹ die wirbelnde Strömung präzediert, sind Druck- und Tempernturschwankungen in .:er Strömung vorhanden, Desnalb gibt es 'cilni 'θ Vorfahren, mit denen die Frequenz und die Amplitude der ./irb"l.präzeosion angezeigt werden kann. Ein druckempfindliches hi. ttel, wie ein Membran-Druck-wessumf ormer, oder ein piezoelektrischer Kristall, oder ähnliches können zur Erzeu-i gung der die Druckschwankungen wiedergebenden elektrischen Sig-

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nale benutzt werden. Oder ein temperaturempfinuliehes Mittel, wie ein thermoelektrisches Element, ein Bolometer oder ähnliches kann zur Erzeugung der die Tenperaturschwankungen wiedergegebenden elektrischen Signale benutzt werden. In jedem Fell werden die elektrischen Signale von den Anschlussklemmen 32 und 34 des Energieumwandlers 28 ausgesagt.

Im Betrieb wird das Fluid, dessen Hasse und Massendurchsatz bestimmt werden sollen, dem ersten Fluidleitmifsmittel zugeführt und es tritt aus äem zweiten Fluidleitungsmittel 22 aus. Wirbelmittel 26 zwingen das Fluid, das entweder ein eins oder eine Flüssigkeit sein kann, in einen wirbelnden -'U-tnnd. Das Vorhandensein der Erweiterung 30, di.e das Fluid antrifft, wenn es aus dem ersten Fluidic;itun/smittel 20 oder Rohr mit halbwegs rundem querschnitt in das zweite Fluidleituiu f?nri ttel 22, ein zweites RoIt mit halbwegs run j em querschnitt strömt, bringt das wirbelnde Fluid dazu, instabil zu werden, oder mit anaeren Worten, üa3 Zentrum oder die Achse 3es wirbelnden Fluids ?»räaedieren und beschreiben einen Ke._::el.

Aufgrund :er Präzession übermittelt aer Messumformer ^y von seinen Anschlassklemmen 32 unj 54 ein Wechsel ustr:;msi<jnal, dessen Wechselstrcmfrequens proportional zur Geschwindigkeit der Fluidströmung, und dessen Amplitude proportional zur Diente des Fluids und zum Quadrat der Geschwindigkeit der Flui.if.-trcmung, wie zuvor aufgezeigt, i?t. EIe Beschreibung der Benutzung dieses Signals zur Anzeige des Ma.'sendurchsatzes und der ge-

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samten Masse wird zurückgestellt, bis die verschiedenen Ausführunrsformen der das Signal erzeugenden Mittel beschrieben sind.

Es sollte festgestellt v/erden, dass, falls erwünscht, Entwirbelun.'smittel 32 mit dem zweiten Fluidleitungsmittel 22 verbunden werden können, um einen Teil des durch die Anwesenheit der Wirbelmittel 26 verursachten Druckverlustes wieder zu beseitigen. Die Entwirbelungsmittel können in Form fest angebrachter Schaufelblätter innerhalb des ersten Fluidleitungsmittels 22 angebracht sein. Durch Experimentieren wurde aufgezeigt, aass eine Flächenzunahme zwischen dem ersten Fluidleitungsmittel 20 und dem zweiten Fluidleitungsmittel 22 im Verhältnis 2 : 3 gute Ergebnisse liefert (alle stärkeren Flächenerweiterun :en, so wurde gefunden, liefern auch gute Ergebnisse), und dass die Anbringung der Wirbelmittel 26 in einer zwei Durchmessern entsprechenden Entfernung stromaufwärts vom Ende des ersten Fluidleitungsmittels 20 Wirbel liefert, ohne auf die Präzession einzuwirken.

Währenü ein einzelner Messumformer als Fühlermittel für die im Zusammenhang mit der Präzession eines wirbelnden Fluids, das längs eii.es umgrenzten Weges Jiesst, auftretenden Druckoier 'ieinperatursohwankungen benutzt werden kann, kann es sein, dass ein einzelner Hessumformer die Genauigkeit der Messungen begrenzt. Genauer gesagt, fühlt ein einzelner Messumformer nicht nur die vom präzedierenden Fluid herrührenden, Schwankungen ab,

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sondern er wird auch auf andere Druckwellen ansprechen, auf die nachstehend als Schallschwingungen Bezug genommen wird, die sich längs der Fluidleitungsaii ttel oder der umschlossenen Laufbahn ausbreiten. Unter dem nur der Einfachheit halber gewählten Wort "Schall" ist .jedoch nicht nur zu verstehen, dass die Schwingungen ausschliesslich im Hörbereich seien - sie können entweder im infraschall-, Schall- oder Ultraschallbereich, gesondert oder gemiscüt, auftreten. Daher wird der Aus 'ang eines solchen Messumformers nicht für die Frequenz und Amplitude der Wirbelpräzession repräsentativ sein und deshalb keine wahre Anzeige · des Massendurchflub'tjes liefern.

Dementsprechend ist es wünschenswerter ein Pa^ von Messumformern zu verwenden, die einander gegenüberstehend quer zum Fluidluitungsmittel oder der umscnlousenen Laufbahn eingebaut sind, inuem sie an einem Ronr, das das Fluidlei tun.^smittel bildet, einanaer gegenüberliegen. In diesem Falle v/erden die von Schallschwin_c;un ;en herrührenden Impulse, bezüglich der beiden Messumformer gleichphasig sein. Die vom präzedierenden /Zirbel herrührenden Impulse werden jedoch, bezogen auf die zwei Messumformer, ungefähr 180 in der Phase verschoben sein.

Angesichts dieser Gleichphesigkeitsbeziehung der ücnallsC'iwingun_wen uni der Phpaenvcrachiobungsbeziexiung, der vom präzedierenden ./irbel herrührenden Impulse, kann ein Auog-mgosignal, das nur von den in der Phase verschobenen Impulsen abhängt, geliefert werden, indem man die elektrischen Ausgänge beider Mess-

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umformer parallel oder in Reihe miteinander schaltet, oder indem man einen elektrischen Differentialverstärker benutzt. Mit einer solchen elektrischen Schaltungsanordnung werden sich die Ausgangssignale, die von den durch Schallschwingungen hervorgerufenen Impulsen herrühren, aufgrund ihres gleichphasigen Zustandes bezüglich der beiden Messumformer aufheben. Die Aus-

gangssignale jedoch, die von den durch präzedierendes, wirbelndes Fluid hervorgerufenen Impulsen abhängig sind, und die gegeneinander in der Phase verschoben sind, werden ein zusammengesetztes, nur von den in der Phase verschobenen Impulsen abhängiges, Au.-jgangs signal liefern. Dabei liefert die Verwendung zweier sich gegenüberliegender und quer zum Fluidleitung8'uittel angebrachter Messumformer ein Wechselstromausgangssignal, dessen Frequenz proportional zur Frequenz der Präzession eines wirbelnden Fluids ist und dessen Amplitude proportional zur Amplitude der Druck- oder Temperatursohwankungen des wirbelnden Fluids ist.

Eine abgewandelte Form dieser Lösung ist die Verwendung eines einzelnen Differential-Messumformers, dessen Eingänge mit zwei unmittelbar gegenüberliegenden Punkten des Fluidleitungsmittels oder der umschlossenen Laufbahn verbunden sind. In diesem Fälle werden sich die gleichphasigen, von Schallschwingungen herrührenden Impulse im Differentialmessumformer entgegenwirken und dies wird im wesentlichen kein Ausgangssignal erzeugen. Andererseits werden die vom präzedienenden .Wirbel herrührenden, in der Phase verschobenen Impulse ein Ausgangssignal erzeugen, das doppelt so gross als das eines einzelnen Mess-

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Umformers ist, der nur mit einem Punkt längs des Fluidleitungsmi ttels oder der umschlovssenen Laufbahn verbunden ist.

In der ^ig. 2 ist nun ein Durchflassmesser in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Da die Leitungsmittel den in Fig. 1 gezeigten ähnlich sind, werden einmal-gestrichene Bezugszeichen für die gleichen Elemente verwendet. Der Durchflussmesser enthält ein Fluidleitungsmittel, das aus einem ersten Fluidleitungsmittel oder Eintrittsabschnitt 20' besteht, der durch eine erweiterte Querschnittsfläche 30' mit einem zweiten Fluidleitumjsmittel 22' mittels eines ziemlich plötzlichen Übergangs oder Anschlussmittels 24' in Verbindung steht. Zum Beispiel kann der Durchmesser des zweiten Fluidleitungsmittel 22' wesentlich grosser sein als der Durchmesser des ersten Fluialeitungsmittels 20', um die erweiterte Querschnittsfläche 30' zu schaffen. Der Übergang oder das Anschlussmittel 24' kann eine sicn senkrecnt zum ersten Fluidleitungsmittel erstreckende Wand sein, oder die Wandung des Kupplungsmittels 24' kann abgeschrägt sein, um einen zwischen den Leitunrsmitteln 20' und 22' allmählich sich einfügenden Abschnitt zu schaffen.

Das Vi'irbelmittel 26' ist mit dem ersten Fluidleitunjsmittel 20' wirkend verbunden, um 'iss dort hindurcnströmende Fluid in sine wirbelnde Bewegung zu zwingen. Das Wirbelnd.ttel . 26' kann in Form fest eingebauter Schaufelblätter an der inneren Oberfläche des ersten Fluidleitun_£smittels 20¹, oder als Rippen längs der dortigen, inneren überfläche, angebracht sein,

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Das Fluid, dessen Durchsatz gemessen wird, wird dem ersten Fluidleitungsmittel 20' zugeführt und es tritt von dort in das zweite Fluidleitungsmittel 22' über. Das Wirbelmittel 26' zwingt das Fluid, das entweder ein Gas oder eine Flüssigkeit nein kann, in einen tfirbelzustand. Die Anwesenheit einer Erweiterung 30', welche das Fluid beim Strömen aus dem ersten Fluidleitungsmittel 20', das ein Rohr mit halbwegs kreisförmigen Querschnitt sein kann, in das zweite Fluidleitungsmittel 22', das auch ein Rohr mit kreisförmigen Querschnitt sein kann, antrifft, bringt das wirbelnde Fluid dazu, instabil zu werden und zu prädezieren, wie es diesbezüglich vorher beschrieben wurde. Durch das Messen oder Abfühlen der Frequenz und der Amplitude der Druck- oder Temperaturschwankungen, die von der Präzession des wirbelnden Fluids herrühren, kann eine Anzeige des Durchsatzes erhalten werden.

In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform •der Erfindung wird ein aus' einem Paar von Druck-Messumformern 40 und 40' bestehendes Fühlermittel in der Wandung des Rohres oder des ersten Fluidleitungsmittels 20' stromabwärts von dem Wirbelmittel 26' und vor der Erweiterung 30' angebracht. Die Messumformer 40 und 40' sind einander gegenüberliegend angeordnet. Wie ausgeführt, Bind Druck-Messumformer wie die bei und 40' nicht nur auf Druckimpulse, die von der Präzession des wirbelnden Fluids herrühren, empfindlich, sondern sie sprechen auch auf Schallwellen oder Schallscx.wingungen an, die sich längs des Flui^leitune.smittels bewegen. Bezüglich Schallschwin-

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gungen- im Fluid ist zu sagen, dass eine längs des Fluidleitungsmittels laufende Schallwelle einen positiven Druckimpuls auf jeden der Messumformer 40 und 40' im gleichen Augenblick ausübt.· In anderen Worten, die Druckimpulse, die von Schallschwingungen herrühren, sind bezüglich beider Messumformer 40 und 40' gleichphasig. Dies wird durch die Pfeile 41 und 41' der Fig. 3, die die von Schal!schwingungen herrührenden Druckimpulse darstellen, angedeutet.

Jedoch sind die von der Präzession des wirbelnden Fluids herrührenden Druckimpulse, wobei das Mederdruckzentrum des wirbelnden Fluids die Hauptachse des Fluidleitungsmittels umkreist, und die Impulse auf die zwei Messumformer 40 und 40' um im wesentlichen 180° in der Phase gegeneinander verschoben, so wie es durch die Pfeile 42 und 42' angedeutet wird. Das heisst, der Niederdruckbereich des wirbelnden Fluids wirkt auf den Messumformer 40' zum Beispiel mit einer Zeitwinkelverschiebung von im wesentlichen 180 , bezogen auf seine Einwirkung auf den Messumformer 40. Bin ähnlicher Vorgang spielt sich bei den Temperaturimpulsen ab.

Anders ausgedrückt und vorausgesetzt, dass eine Schallschwingung aus einer Reihe wechselnd positiver und negativer Impulse längs des Fluidleitungsmittels besteht, wird ein erster positiver Impuls auf beide Messumformer 40 und 40' zum selben Zeitpunkt, und der nachfolgende negative Impuls auf beide Mess-

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umformer 40 und 40' gleichzeitig wirken. Demgemäss werden beide Messumformer 40 und 40' gleichzeitig einem positiven Impuls oder einer Druckabnahme ausgesetzt. Die von Schallschwingungen herrührenden Impulse sind demgemäss bezüglich beider Messumformer 40 und 40' in Phase.

Es ist möglich, diese Beziehungen dadurch zu nutzen, dass man die beiden Messumformer 40 und 40' parallel oder in Reihe in einen elektrischen Kreis schaltet. Mit der in Fig. 4 gezeigten Anordnung wirken die von Schallschwingungen herrührenden Druck- oder Temperaturimpulse einander entgegen. Demgemäss vollzieht sich eine wechselseitige Auslöschung. Die gleichen Ergebnisse erhält man mit der Anordnung der Fig. 5, in der die Messumformer mit einem Differentialverstärker 44 verbunden sind. Wenn es gewünscht wird, so können die Messumformer oder Fühlermittel in Reihe geschaltet werden. Im Reihenschaltungsnetzwerk ist der Differentialverstärker nicht erforderlich. Andererseits addieren sich die in der Phase verschobenen und von der Prä-Zession des wirbelnden Fluids herrührenden Druck- oder Tempera— turimpulse und bilden das zusammengesetzte Ausgangssignal der beiden Messumformer. Die Folge ist, dass die gleichphasigen Druck- oder Temperaturimpulse längs des Fluidleitungsmittel 20' sehr vermindert, wenn nicht völlig ausgelöscht werden, und dass, die in der Phase verschobenen Druck- oder TemperaturSchwankungen deshalb beide in die Messung der Frequenz und der Aplitude eingehen können. Die in der Phase verschobenen Ausgangssignale werden an die Anschlussklemmen 36 und 38 der Messumformer-Parallel-

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anordnung der Fig, 4 und an die Anschlussklemmen 46 und 48 der Differentialverstärkeranordnung der Fig. 5 gelegt. Die Verwendung des so erzeugten Signals zum Anzeigen des Massendurchfluss es wird im folgenden beschrieben.

Es sollte beachtet werden, dass einige in einem bestimmten Winkelabstand rund um das Leitungamittel verteilte Paare von Messumformern, die Zahl der Impulse pro Zeiteinheit vergrössern und eine genauere Wertbestimmung des vorhandenen Durchsatzes ermöglichen wurden.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 können, wenn es gewünscht wird, Entwirbelungsmittel 32 mit dem zweiten I'luidlei tungsmittel in Wirkverbindung gebracht werden, und zwar stromabwärts vom Anschlussmittel 24'. Die Entwirbeluhgsmittel 32' können zur Wiedergewinnung eines Teils des Druckverlustes,der durch die Anwesenheit der Wirbelmittel 26' hervorgerufen wurde, benutzt werden und können eine ähnliche Form, wie die Entwirbelungsmittel 32' aer Fig. 1, innerhalb des Pluidleitungsmittels 22',haben. Die Entwirbelungsmittel 32' zielen darauf ab, die Wirbel zu beseitigen, um die Fluidströmung auszurichten.

In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind die, jenen der Fig. 1 und 2 entsprechenden Elemente mit den gleichen, aber doppelt-gestrichenen Bezugszeichen versehen. Insoweit das Fluidleitungsmittel oder die uraschlo3sene Laufbahn betroffen sind, ist die Anordnung mit der der Fig. 1 und 2 identiscn, so dass eine weitere Beschreibung nur eine Wiederho-

lung wäre. 009829/0157 · ',·.·,

BAD ΟΒ\β^1ΝΑΙ"

Jedoch ist in dieser -^usführungsform der Erfindung ein einzelner Differential-Druck-Messumformer 60 an einem Paar sich, unmittelbar gegenüberliegender Punkte längs des Fluidleitungsmittels 20" den Drücken ausgesetzt« Zu diesem Zweck ist ein Paar Druck-Anzapfungsleitungen 61 und 61' in Verbindung mit dem ersten Fluidleitungsmittel 20" mit einem Paar sich jeweils unmittelbar gegenüberliegender Punkte in der Nähe des Anschlussmittels 24" verbunden. Die anderen Enden der Anzapfungen 61 und 61' sind mit den gegenüberliegenden Seiten des herkömmlichen Differential-Messumformers 60 verbunden.

Mit der vorbeschriebenen Anordnung werden gleichphasige Druckimpulse oder Druckschwankungen, so wie sie durch Schallschwingungen verursacht werden, in keinem Ausgangssignal des Differentialmessumformers 60 ein Ergebnis bringen, weil im Messumformer 60 diese gleichphasigen Druckimpulse einander entgegenwirken. Die in der Phase verschobenen Druckimpulse oder .DruckSchwankungen, die vom präzedie-renden Pluidwirbel herrühren, werden jedoch ein gegenüber einem einzelnen Druck-Hessumformer, der nur mit einem Punkt längs des Strömungsweges verbunden ist, verdoppeltes Ausgangssignal erzeugen. Demgemäss. bewirkt die Differential-JXiessumformer-Vorrichtung der Pig. 6 die Beseitigung fremder Signale und erzeugt gleichzeitig Druckimpulssignale, die um den Faktor zwei verstärkt sind. Die vom Differential-Messumformer 60 erzeugten Signale werden von den Anschlussklemmen 66 und 68 übertragen.

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obwohl bezüglich der vom Messumformer 28 (Fig. 1), den Messumformern 40 und 40' (Fig. 4)_f dem Differentialverstärker (Fig. 5) und dem Differential-Messumformer 60 (Mg. 6) übermittelten Signale von Impulsen gesprochen wurde, sollte es augenscheinlich sein, dass angesichts der Präzession des Fluidwirbels diese Signale mehr sinusförmig und die Impulse in Wirklichkeit die Überhöhungen der Sinuskurven sind. Weil die Signale sinusförmig sind, haben sie zwei hervorzuhebende Eigenschaften, d.h. Frequenz und Amplitude, die durch herkömmliche Schaltungen in zwei weitere Signale umgewandelt werden können, deren Amplituden Jeweils die augenblickliche Frequenz und Amplitude des sinusförmigen Ausgangssignals wiedergeben.

Nun ist klar aufgezeigt worden, dass das Produkt aus der Dichte des Fluids und dem Quadrat der Geschwindigkeit des Fluids, geteilt durch die Geschwindigkeit des Fluids das Produkt aus Dichte und Geschwindigkeit ergibt» Es sollte beachtet werden, dass die Geschwindigkeit der Fluidströmung proportional zu volumetrischen Durchsätzen ist. In Übereinstimmung damit ergibt eine solche Division den Massendurchsatz. Es sei daran erinnert, dass die Frequenz der vom Messumformer erzeugten Signale proportional zur Geschwindigkeit der Fluiaströmung und dass die Amplitude der vom Messumformer erzeugten Signale proportional dem Produkt aus der Dichte und dem Quadrat der Geschwindigkeit der Fluidströmung ist. Deshalb ist, wenn das die Frequenz der von der Präzession herrührenden Druck oder Temperaturschwankungen wiedergebende Signal in das, die Amplitude der von der Prä-

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Zession herrührenden Druck- oder Temperaturschwankungen, wiedergebende Signal geteilt wird, das sich daraus ergebende Quotientensignal proportional zu dem dem Massendurchsatz des Fluids durch das Fluidleitumjsmittel, oder es stellt ihn dar. Die Vorrichtung nach Fig. 7 führt diese Funktion aus.

Die Eingänge 70 und 72 des Verstärkers 74 können mit irgendeinem der Signalausgänge der oben beschriebenen Ausführungsformen verbunden werden, worauf der Verstärker 74 ein Signal mit Frequenz- und Amplitudencharakteristik erhalten wird. Der Ausgang des Verstärkers 74 ist mit dem Eingang eines herkömmlichen Frequenzdiskriminators 76, der von der Foster-Seely-Bauart sein kann, verbunden. Der Diskriminator 76 übermittelt von seinem Ausgang ein Signal, das der Frequenz seines erhaltenen Eingangssignals proportional ist. Der Ausgang des Verstärkers 74 ist auch mit dem -Eingang eines herkömmlichen Amplitudendetektors 78 verbunden, der einen Gleichrichter und ein Filter enthält. Der Ausgang des Detektors 78 übermittelt ein der Amplitude an seinem Eingang erhaltenen· Signals proportionales Signal. Der Ausgang des Diskriminators 76 wird auf den Divisoreingang und der Ausgang des Detektors 78 auf den Dividendeneingang eines herkömmlichen Analog-Divisions-Schaltkreises 80 gegeben. Der Schaltkreis 80 ist ein herkömmlicher Rechenverstärker, der in der Analogrechnertechnik gut bekannt ist. Der Rechenverstärker bildet eine Division nach, und gibt an seinem Ausgang ein Signal ab, das den Quotienten der Dividenden- und der Divisorrechengrösse wiedergibt, die durch die, seinen zwei

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Eingängen zugeführten, Signale dargestellt werden. In dem hier beschriebenen Zustand gibt das Signal am Ausgang der Schaltung 80 den Massendurchsatz des durch das Leitungsmittel fliessenden Fluids wieder. Der Ausgang der Schaltung 80 kann mit einem Herkömmlichen Anzeigegerät 82 verbunden werden, das auf die Anzeige von Maase pro Zeiteinheit geeicht ist. Wenn es gewünscht wird, kann, der Ausgang der Schaltung 80 mit einem herkömmlichen Analog-Digital-Umwandler verbunden werden, so dass der Massendurchsatz in digitaler Form zu einer entferntliegenden Stelle übertragen werden kann.

Wenn gewünscht wird, die gesamte Masse des durch die Leitermittel fliessenden Fluids zu wissen, kann der Ausgang der Schaltung 80 mit einem integrierenden Mittel 84 einer herkömmlichen Bauart, wie einem gleichstrommotorbetriebenen Räderwerk-Mechanismus, dessen Skala in Masseneinheiten geeicht ist, verbunden werden.

Es wurden demgemäss verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zur Anzeige des Massendurchsatzes und das gesamten Massendurchflusses eines "Fluids gezeigt, die die Präzession der Wirbelkomponente einer Fluidbewegung in einer Leitung benutzen. Indem man die Wirbelpräzession ausnützt und hiervon ein Signal erzeugt, dessen Frequenz die Geschwindigkeit einer Fluidströmung und dessen Amplitude die kinetische Energie einer Volumeneinheit eines Fluids wiedergibt, ist es möglich, auf vereinfachte Weise und sicher eine Anzeige des Massendurchsatzes zu erhalten.

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Offensichtlich sind viele Abänderungen und Abarten der vorliegenden Erfindung angesicht der obigen Erläuterungen mög-

lieh. Es ist deshalb so zu verstehen, dass innerhalb des Schutzbereiches der anhängenden Ansprüche die Erfindung auch anders, als spezifisch beschrieben, in die Praxis umgesetzt werden kann_t

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Anzeige des Massendurchflusses eines Fluids., die aus einem ersten Fluidleitungsmittel mit einem stromabwärtigen Ende besteht, die aus einem damit verbundenen Wirbelmittel besteht, um ein Fluid, das durch das erste Fluidleitungsmittel fliegst zu zwingen, einen wirbelnden Zustand anzunehmen, die aus einem zweiten angekuppelten Fluidleitungsmittel zum Aufnehmen des das stromab gelegene Ende des ersten Fluidleitungsmittels verlassenden Fluids besteht und dessen Querschnittsfläche grosser als die des ersten Fluidleitungsmittels ist, um das wirbelnde Fluid zum Präzedieren zu veranlassen, die aus damit verbundenen FUhlermitteln zum Abfühlen der Umlaufehäufigkeit und der Amplitude der Präzessionsbewegungen besteht, und die aus mit den Fühlermitteln verbundenen Mitteln sur Anzeige des Massendurohflueses des Fluids in Übereinstimmung mit der Umlaufshäufigkeit und der Amplitude der Präseeeion des wirbelnden Fluids besteht,

Mlt2l/01ff

Patentanwälte DipL-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-lna. Axel Hansmann, Dipl.-Phyi. Sebastian Herrmann • MÖNCHEN 2, THEHESIENSTKASiE 33 · TeWwii »2162 > Telegromm-Adre·*.· lipotli/Mlndwn

B$nlcv*rbindvngam Daubch· lenk AQ, Fili·!· Mlndw*, Dtp.-Kat*· Vihhnljim—iit, Kento-Nr, TUTU Bayer. Vereinbar* MendiM, Zwstfit. Orier-vee-Miller-line, Kto.-Nr. WHtS · Ρ»ιΙ|*ιί·Κ—f ι MhtAwt Nr. VBM7

•wHr» PATENTANWALT DB. IEINHOlD ICHMIDT

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2. Vorrichtung zur Anzeige des Massendurchflusses eines Fluids, die aus einem Fluidleitungsmittel mit einem stromabwärtigen Ende besteht, die aus einem damit verbundenen Wirbelmittel besteht, um ein Fluid, das durch das erste Fluidleitungsmittel fliesst zu zwingen, einen wirbelnden Zustand anzunehmen, die aus einem zweiten, angekuppelten Fluidleitungsmittel zum Aufnehmen des das stromab gelegene Ende des ersten Fluidleitungsmittels verlassenden Fluids besteht und dessen Querschnittsfläche grosser als die des ersten Fluidleitungsmittels ist, um das wirbelnde Fluid zum Präzedieren zu veranlassen, die aus damit verbundenen druckempfindlichen Mitteln zum Abfühlen der Frequenz und der Amplitude der DruckSchwankungen, die im Fluid durch diePräzession des wirbelnden Fluids erzeugt werden, besteht und die aus mit den besagten druckempfindlichen Mitteln verbundenen. Mitteln zum Anzeigen des Massendurchflusses des Fluids in Übereinstimmung mit der Frequenz und Amplitude der Druckschwankungen besteht, - .

3» Vorrichtung zur Anzeige des Massendurchflussea eines Fluids, die aus einem ersten Fluidleitungsmittel mit einem atrpe— abwärtigen ünde besteht, die aus einem damit verbundenefi Wirbelmittel besteht, um ein Fluid, dae durch das erste # Fluidltitungsmittel flieset zu zwingen, einen wirbelnden ^ustand anzunehmen, die aus einem zweiten, angekuppelten Fluidleitungsmittel zum Aufnehmen des das stromab gelegene Ende des ersten-Fluidleitungsmittels verlassenden Fluide

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besteht und dessen Querschnittsfläche grosser als die des ersten Fluidleitun^smittels ist, um das wirbelnde Fluid zum Präzedieren zu veranlassen, die aus einem damit verbundenen, temperaturempfindlichen Mittel zum Abfühlen der Frequenz und Amplitude der Temperaturschwankungen, die im Fluid durch die Präzession des besagten wirbelnden Fluids erzeugt werden, besteht und die aus mit den besagten temperaturempfindlichen Mitteln verbundenen Mitteln zum Anzeigen des Massendurchflusses des Fluids in Übereinstimmung mit der Frequenz und Amplitude der besagten TemperaturSchwankungen besteht.

4. Vorrichtung zur Anzeige des Massendurchflusses eines Fluids, die aus einem ersten Fluidleitungsmittel mit einem stromabwärtigen Ende besteht, die aus einem damit verbundenen Wirbelmittel besteht, um ein Fluid, das durch das erste Fluidleitun/rsmittel fliesst zu zwingen, einen wirbelnden Zustand anzunehmen, die aus einem zweiten engekuppelten Fluidleitungsmittel zum Aufnehmen des das stromab gelegene Ende des ersten Fluidleituritismitte] s verlassenden Fluids besteht und dessen Querschnittsfläche grosser als die des ersten Fluidleitungsmittels ist, um das wirbelnde Fluid zum Präzedieren zu veranlassen, die aus einem mit einem der Fluidleitun^smittel verbundenen Druck-Messumformer zur Erzeugung eines elektrischen Signals besteht, dessen Frequenz und Amplitude mit der Frequenz und der Amplitude der im Fluid durch die Präzession des wirbelnden Fluids er-

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zeugten Druckschwankungen in Zusammenhang steht, die aus mit dem besagten Druck-Messumformer verbundenen Mitteln zur Erzeugung eines frequenzanzeigenden Signals, dessen Amplitude proportional zur Frequenz des elektrischen Signals ist,' besteht, die aus mit dem besagten Druckmessumformer verbundenen Mitteln zur Erzeugung eines amplitudenanzeigenden Signals, dessen Amplitude proportional zur Amplitude des elektrischen Signals ist, besteht, und die aus Mitteln zum Dividieren des amplitudenanzeigenden Signals durch das frequenzanzeigende Signal besteht, um ein Ausgangssignal, das proportional zum Massendurchsatz des Fluids ist, zu erzeugen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, die ferner Mittel, die mit / dem dividierenden Mittel verbunden sind, zum Integrieren des Ausgangssignals enthält, um eine Anzeige der gesamten Masse des hindurchgeströmten Fluids zu erhalten.

6. Vorrichtung zur Anzeige des Massendurchflusses eines Fluids, die aus einem ersten Fluidleitungsmittel mit einem stromabwärtigen Ende beateht, die aus einem damit verbundenen Wirbelmittel besteht, um ein Fluid, das durch das erste Fluidleitungsmittel fIiesst zu zwingen, einen wirbelnden Zustand anzunehmen, die aus einem zweiten, angekuppelten Fluidleitungsmittel zum Aufnehmen des das stromab gelegene Ende des ersten Fluidleitungsmittels verlassenden Fluids besteht und dessen Querschnittsfläche grosser als die des

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ersten Fluidleitungsmittels ist, um das wirbelnde Fluid zum Präzedieren zu veranlassen, die aus einem mit einem der Lei-tungsmittel verbundenen Temperatur-Messumformer zur Erzeugung eines elektrischen Signals besteht, dessen Frequenz und Amplitude mit der Frequenz und der Amplitude der im Fluid durch die Präzession des wirbelnden Fluids erzeugten TemperaturSchwankungen zusammenhängt, die aus mit dem Temperatur-Messumformer verbundenen Mitteln zur Erzeugung eines die Amplitude anzeigenden Signals, dessen Amplitude proportional zur Amplitude des elektrischen Signals ist, besteht, und die aus Mitteln zum Dividieren dieses amplitudenanzeigenden Signals durch das frequenzanzeigende Signal besteht, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das proportional zum Massendurchsatz des Fluids ist,

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die ferner Mittel enthält, die mit den Teilungsmitteln zum Integrieren des Ausgangssignals verbunden sind, um eine Anzeige der gesamten hindurchgeströmten Masse des Fluids zu erhalten.

8. Vorrichtung zur Anzeige des Massendurchflusses eines Fluids, die aus einem ersten Fluidleitungsmittel mit einem stromabwärtigen Ende besteht, die aus einem Wirbelmittel besteht, um ein Fluid, das durch das erste Fluidleitungsmittel strömt, zu zwingen, einen wirbelnden Zustand anzunehmen, die aus einem zweiten angekuppelten Fluidleitungsmittel zum Auf-

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nehmen des daa stromab gelegene Ende des ersten Fluidleitungsmittels verlassenden Fluids besteht und dessen Querschnittsfläche grosser als die des ersten Fluidleitungsmittels ist, um das wirbelnde Fluid zum Prazedieren zu veranlassen, die aus mit einem der besagten Fluidleitungsmittel verbundenen differentiell arbeitenden Fühlermittel zum Abfühlen der Umlaufshäufigkeit und der Amplitude der Präzession des wirbelnden Fluids besteht, und die aus mit den besagten Fühlermitteln verbundenen Mitteln zur Anzeige des Massendurchflusses eines Fluids in Übereinstimmung mit der Umlaufshäufigkeit und der Amplitude der Präzession des Fluids besteht,

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, in der die differentiell arbeitenden Fühlermittel ein Paar Druck-Messumformern einschliessen, die mit direkt einander gegenüberliegenden Stellen an einem der Fluidleitungsmittel verbunden sind.

10, Vorrichtung nach Anspruch 8, in der die differentiell arbeitenden Fühlermittel ein Paar Temperatur-Messumformern einschliessen, die mit direkt einander gegenüberliegenden Stellen an einem der Fluidleitungsmittel verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, in der die differentiell arbeitenden Fühlermittel einen Differential-Druck-Messumformer einschliessen, der erste und zweite Eingänge und Fluidleitungsmittel zum Anschluss des ersten und zweiten Eingangs an direkt einander gegenüberliegenden Stellen an einem der

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Flui d 1 e i tungsmi11el umfas st.

12, Vorrichtung zur Anzeige des Massendurchflusses eines Fluids, die aus einem ersten Fluidleitungsmittel mit einem stromabwäi'tigen Ende besteht, die aus einem Wirbelmittel besteht, um ein Fluid, das durch das erste Fluidleitungsmittel strömt zu zwingen, einem wirbelnden Zustand anzunehmen, die aus einem zweiten angekuppelten Fluidleitungsmittel zum Aufnehmen des das stromab gelegene Ende des ersten Fluidleitungsmittels verlassenden Fluids besteht und dessen Querschnittsfläche" grosser als die des ersten Fluidleitungsmittels ist, um das wirbelnde Fluid zum Präzedieren zu veranlassen, die aus einem Paar differentiell arbeitender Messumformermittel besteht, die mit direkt einander gegenüberliegenden Bereichen des ersten Fluidleitungsmittels zur Erzeugung elektrischen Signale verbunden sind, die eine der Umlaufshäufigkeit der Präzession des wirbelnden Fluids proportionale Frequenz und eine mit der Amplitude der Präzession zusammenhängende Amplitude haben, die aus Mitteln, die mit dem Paar von Messumformermitteln zur Erzeugung eines frequenzanzeigenden Signals verbunden sind, besteht, das eine zur Frequenz des besagten, elektrischen Signals proportionale Amplitude hat, die aus Mitteln besteht, die mit dem Paar von Messumformermitteln zur Erzeugung eines amplitudenanzeigenden Signals verbunden sind, das eine zur Amplitude des elektrischen Signals proportionale Amplitude hat, und die aus Mitteln zum Dividieren des amplitudenanzeigenden

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Signals durch das frequenzanzeigende Signal besteht, um ein dem Massendurchsatz des Fluids proportionales Ausgangssignal zu erzeugen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, in der die Messumformermittel druckempfindliche Messumformer sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, in der die Messumformermittel temperaturempfindliche Messumformer sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, die ferner aus Mitteln besteht, die mit den dividierenden Mitteln verbunden sind, um das Ausgangssignal zu integrieren und eine Anzeige der gesamten durchgeströmten Fluidmasse zu erzeugen.

16. Verfahren zur Messung des Fluidmasseflusses längs einer umscnlossenen Laufbahn, das aus folgenden Schritten besteht: Das längs eines solchen Weges strömende Fluid wird gezwungen, einen wirbelnden Zustand anzunehmen, das wirbelnde Fluid wird zum Präzedieren gebracht und die Umlaufshäufigkeit und die Amplitude der Präzessionsbewegungen werden gemessen.

17. Verfahren zur Messung des Fluidmassendurchflusses längs einer umschlossenen Laufbahn, das aus folgenden Schritten besteht: Das längs eines solchen Weges strömende Fluid wird zur Annahme eines wirbelnden Zuatandes gezwungen, das wirbelnde Fluid wird veranlasst, eine zum Fluiddurchsatz

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proportionale Umlaufshäufigkeit von Prägessionsbewegungen anzunehmen, von der Präzession des wirbelnden Fluids herrührende Druckschwankungen werden abgefühlt und die Drucksohwankungen werden in einen elektrischen Auagangswert umgeformt, dessen Frequenz der Geschwindigkeit der Fluidatrömung längs einer solchen umschlossenen Laufbahn und dessen Amplitude dem Produkt aus der Dichte des Fluids und dem Quadrat der Geschwindigkeit der Fluidströmung entspricht.

18. Verfahren zur Messung des Fluidmassendurchflusses längs einer umschlossenen Laufbahn, das aus folgenden Schritten besteht? Das längs eines solchen Weges strömende Fluid wird zur Annahme eines wirbelnden Zustande gezwungen, das wirbelnde Fluid wird veranlasst, eine zum Fluiddurohsatz proportionale Umlaufshäufigkeit der Präzession anzunehmen, über ein Paar seitlich und einander gegenüberliegend, angeordneter Stellen längs einer solchen umschlossenen Laufbahn Schwankungen in dem präzedierenden, wirbelnden Fluid ab™ zufühlen und die abgefühlten Schwankungen in ein Weqhsel« umzuwandeln, dessen Frequenz dsr Umlaufshäu*. einer solchen Präzess^sbewegung und dessen. Amplitude der Amplitude einer nolehen Präzession

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