DE1673424C

DE1673424C - Device for measuring the mass flow of a flow medium

Info

Publication number: DE1673424C
Application number: DE19671673424
Authority: DE
Inventors: James Stewart Bognor Regis Sussex Johnston (Großbritannien) GOIf 3 20
Original assignee: Rosemount Engineering Co Ltd , Bognor Regis, Sussex (Großbritannien)
Priority date: 1966-07-21
Filing date: 1967-07-20
Publication date: 1973-04-05

Description

sieren.sate.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Fühlerpaare an einander diametral und rechtwinklig gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind und daß Anzeigevorrichtungen vorgesehen sind, um die Richtung und Größe der Strömung aus den beiden Ausgangsimpulsen zu ermitteln, welche repräsentativ für rechtwinklige Komponenten der Massenströmung sind.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that two pairs of sensors on each other diametrically and at right angles opposite points are arranged and that display devices are provided to determine the direction and magnitude of the flow from the two output pulses to determine which are representative of right-angled components of the mass flow.

5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler (22; 37 in Fig. 7) so angeordnet sind, daß sie die Zeitdifferenz zwischen dem Vorbeistreichen zweier Flügel eines einander diametral gegenüberliegend angeord neten Flügelpaares an zwei ortsfesten, einander diametral in bezug auf die Drehachse der Flügel gegenüberliegenden Punkten ermitteln, wobei diese Punkte sich auf einer Linie befinden, die normal zur Strömungsrichtung des zu untersuchenden Strömungsmittels verläuft. 5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the sensors (22;. 37 in Fig 7) are arranged so that they between sweeps past two wings of a diametrically opposite angeord Neten pair of wings at two fixed time difference, diametrically with respect Determine points opposite to the axis of rotation of the blades, these points being on a line which runs normal to the direction of flow of the fluid to be examined.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehantreibbares, zentrales Element (16) mindestens einen Flügel (15) trägt, der sich parallel zur Drehachse erstreckt und in radialer Richtung relativ geringe Abmessungen besitzt, wobei jeder Flügel (15) mit dem Element durch relativ dünne, flexible Stützen (17) verbunden ist. δ,6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a rotatable, central element (16) at least carries a wing (15) which extends parallel to the axis of rotation and in the radial direction has relatively small dimensions, each wing (15) with the element by relatively thin, flexible supports (17) is connected. δ,

7. Gerät nach einem di;r Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehantreibbares,, zentrales Element (18) mindestens einen Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Messung der Massenströmung eines Strörrangsmittels mit einem wenigstens einen Flügel tragenden, in das Strömungsmitte! ragenden Element, das derart antreibbar ist, daß der Flügel sowohl stromauf als auch stromab in bezug auf die Strömung des zu untersuchenden Strömungsmittels bewegt wird, wobei die Differenz der auf den Flügel in der einen und der anderen Richtung einwirkenden Kräfte der Massenströmung proportional ist. 7. Apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a rotationally drivable, central element (18) has at least one . projecting element which is drivable in such a way that the wing is moved both upstream and downstream with respect to the flow of the fluid to be examined, the difference in the forces acting on the wing in one and the other direction being proportional to the mass flow.

Bei vielen Strömungsmessungen ist es erwünscht, gesondert von der Flüssigkeitsgeschwindigkeit oder der dynamischen Druckhöhe den Massenfluß zu messen. Falls ein einfaches Schaufelrad mit federnden Blättern in einer stationären Flüssigkeit rotiert wird, ist die Reaktion der Bewegung auf ein Blatt, welches durch die Flüssigkeit mit der Geschwindigkeit V_R bewegt wird, proportionalWith many flow measurements it is desirable to measure the mass flow separately from the liquid velocity or the dynamic pressure head. If a simple paddle wheel with resilient blades is rotating in a stationary liquid, the reaction of the movement to a blade which is moved through the liquid at the speed V _R is proportional

wobei ο die Dichte der Flüssigkeit ist. Die Blätter werden deshalb mit einer Biegekraft pro Flächeneinheit abgelenkt, welche radial nach außen zunimmt. Viskose Kräfte in der Flüssigkeit würden eine gleiche Wirkung haben. Durch Anfertigung eines Blattes mit geeigneter Gestalt ist es jedoch im allgemeinen mög lich, viskose Kräfte vernachlässigbar zu machen im Vergleich mit den dynamischen Kräften. Falls die Flüssigkeit strömt, wifd die Ablenkung eines gegen die Flüssigkeitsströmung sich bewegenden Blattes größer sein als die Ablenkung des gleichen Blattes, wenn es sich mit der Flüssigkeitsströmung bewegt. Betrachtet man zwei Blätter, welche sich in ihrer nicht abgelenkten Lage diametral gegenüberstehen, where ο is the density of the liquid. The blades are therefore deflected with a bending force per unit area which increases radially outward. Viscous forces in the liquid would have the same effect . However, by making a sheet of an appropriate shape , it is generally possible to make viscous forces negligible compared to dynamic forces. If the liquid is flowing, the deflection of a sheet moving against the flow of liquid will be greater than the deflection of the same sheet as it moves with the flow of liquid. If one looks at two leaves, which are diametrically opposed to one another in their undeflected position,

so ist deshalb die auf das stromauf sich bewegende Blatt einwirkende Kraft proportional.so, therefore, is the one moving upstream Force acting on the blade proportional.

während die auf das sich stromab bewegende Blau einwirkende Kraftwhile the force acting on the blue moving downstream

ist, falls die Flüssigkeitsgeschwindigkeit mit zeichnet wird.is, if the liquid velocity is also drawn.

beObwohl insbesondere auf eine rotierende Anordnung der Blätter Bezug genommen wurde, mag es ,11 einzelnen Fällen vorzuziehen sein, ein BIaU zu ■.erwenden, welches entweder linear oder rotierend oszilliert wird. Falls das Blau linear oszilliert wird, nimmt die lineare Geschwindigkeit der Blattbewegung am Fühlerpunkt vorbei mit dem obenerwähnlen V_K überein und muß für bei ei.; Bewegungsrichiingen gleich sein.Although reference has been made in particular to a rotating arrangement of the blades, it may be preferable to use a BIaU which is either linearly or rotationally oscillated. If the blue is oscillated linearly, the linear speed of the blade movement past the feeler point coincides with the above-mentioned V _K and must for at ei .; Motion directions be the same.

Es ist schon eine Konstriktion bekannt, bei der Mch das in die Strömung ragende Element mit einer :m Vergleich zur Strömung geringen Geschwindigkeit dreht, wobei die an den Motor abgegebene Leistung als Maß für die Massenströniung benutzt wird. Fine derartige Meßmethode hat den Nachteil, daß im Motor oder auch an anderer Stelle I eistungsverluste auftreten können, die zu einer fehlerhaften Messung führen werden.A constriction is already known in which Mch interferes with the element protruding into the flow : m compared to the flow low speed rotates, with the power delivered to the motor is used as a measure of mass flow. Such a measuring method has the disadvantage that in the engine or elsewhere I can experience power losses that lead to a faulty Measurement will lead.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das anfangs beschriebene Gerät derart auszugestalten, daß fehlerhafte Messungen vermieden werden. Zur i.ösung dieser Aufgabe wird das Gerät erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß der Flügel federnd' ausgebildet oder federnd an diesem Element gelagert ist und daß mindestens ein Fühler zur Ermittlung der Differenz der Ablenkung des Flügels in der einen und der anderen Bewegungsrichtung oder zur Ermittlung der Differenz der zeitlichen Verzögerung in der einen oder anderen Bewegungsrichtung vorgesehen ist.The invention is based on the object of designing the device described at the beginning in such a way that that incorrect measurements are avoided. To solve this problem, the device is according to the invention designed such that the wing is resilient 'or resiliently mounted on this element is and that at least one sensor to determine the difference in the deflection of the wing in the one and the other direction of movement or to determine the difference in the time delay is provided in one or the other direction of movement.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Flügel kontinuierlich um eine zur Strömungsrichtung des Strömungsmittels rechtwinklige Achse drehantreibbar ist.An advantageous embodiment consists in that the wing is continuous around an axis which is perpendicular to the direction of flow of the fluid is rotatable.

Eine weitere zweckmäßige Gestaltung ist es, daß wenigstens zwei Flügel an einander diametral gegenüberliegenden Seiten der Drehachse angeordnet sind und daß zwei ortsfeste Fühler an einander diametral gegenüberliegenden Seiten der Drehachse angeordnet und geeignet sind, elektrische Impulse zur Anzeige der Zeitpunkte zu erzeugen, zu welchen die Flügel die Fühler passieren. Another useful design is that at least two wings are arranged on diametrically opposite sides of the axis of rotation and that two stationary sensors are arranged on diametrically opposite sides of the axis of rotation and are suitable for generating electrical pulses to indicate the times at which the wings the feelers pass.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist es dabei, daß zwei Fühlerpaare an einander diametral und rechtwinklig gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind und daß Anzeigevorrichtungen vorgesehen sind, um die Richtung und Größe der Strömung aus den beiden Ausgangsimpulsen zu ermitteln, welche repräsentativ für rechtwinklige Komponenten der Massenströmung sind.Another advantageous embodiment is that two pairs of sensors on each other diametrically and are arranged at right angles opposite points and that display devices are provided to determine the direction and magnitude of the flow from the two output pulses, which are representative of right-angled components of the mass flow.

Obwohl sich durch die Erfindung bereits ein wesentlicher "orteil gegenüber der erwähnten, bekannten Konstruktion dadurch ergibt, daß die Auslenkung des oder der Flügel gemessen wird, liegt die vorteilhafteste Anwendung darin, die Zeitdiflerenz direkt zu ermitteln. Eine besonders vorteilhafte AusAlthough the invention already provides a significant advantage over the known construction mentioned in that the deflection of the wing or wings is measured, the most advantageous application in determining the time diflerence directly. A particularly advantageous off

gestaltung der Erfindung besteht demnach darin, daß die Fühler so angeordnet sind, daß sie die Zeitdifferenz zwischen dem Vorbeistreichen zweier Flügel eines einander diametral gegenüberliegend angeord-5 neten Flügelpaares an zwei ortsfesten, einander diametral in bezug auf die Drehachse der Flügel gegenüberliegenden Punkten ermitteln, wobei diese Punkte sich auf einer Linie befinden, die normal zur Strömungsrichtung des zu untersuchenden Strömungslo mittels verläuft.Design of the invention is therefore that the sensors are arranged so that they the time difference between the passing of two wings of one diametrically opposite each other angeord-5 Neten pair of wings on two stationary, diametrically opposed with respect to the axis of rotation of the wings Find points that are on a line normal to the direction of flow of the fluid to be investigated runs.

Noch eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist es, daß ein drehantreibbares, zentrales Element mindestens einen Flügel trägt, der sich parallel zur Drehachse erstreckt und in radialer Richtung relativ !5 geringe Abmessungen besitzt, wobei jeder Flügel mit dem Element durch relativ dünne, flexible Stützen verbunden ist.Yet another advantageous embodiment is that at least one central element which can be driven in rotation carries a wing that extends parallel to the axis of rotation and relative in the radial direction ! 5 has small dimensions, each wing with the element is connected by relatively thin, flexible supports.

Noch eine andere voir^ilhafte Ausgestaltung ist es, daß ein drehantreibbares, zentrales Element mindestens einen Flügel aus flexiblem Material trägt, wobei sich der oder die Flügel von der Sohle eines Schlitzes in dem Element nach außen erstrecken, derart, daß der größere Teil eines jeden Flügels durch das Element gegenüber der Strömung abge-Yet another voir ^ ilable embodiment is that a rotationally drivable, central element at least carries a wing made of flexible material, the wing or wings extending from the sole of a Slot in the element extend outwardly such that the greater part of each wing due to the element in relation to the flow

»5 schirmt ist.»5 is shielding.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform ist es, daß der Flügel auf einem Element gelagert ist, das kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit drehantreibbar ist, und daß ein erster und ein zweiter Fühler an einander diametral gegenüberliegenden festen Punkten vorgesehen sind und daß Anzeigevorrichtungen vorgesehen sind, um die Zeitdifferenz zwischen der Bewegung des Flügels vom ersten zum • zweiten Fühler und vom zweiten zum ersten Fühler ' 35 zu ermitteln.Another useful embodiment is that the wing is mounted on an element, which can be continuously driven in rotation at a constant speed, and that a first and a second Sensors are provided at diametrically opposite fixed points and that display devices are provided to the time difference between the movement of the wing from the first to the • to determine the second sensor and from the second to the first sensor '35.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist es, daß der Flügel an einem feststehenden Fühler in einer hin- und hergehenden Bewegung vorbeibewegbar ist. Schließlich ist es noch eine zweckmäßige Gestalte tung, daß die Schwingbewegung des Flügels, soweit sie vom Strömungsmittel unbeeinflußt ist, symmetrisch zum Fühler verläuft, derart, daß er in beiden Bewegungsrichtungen mit gleicher Geschwindigkeit am Fühler vorbeiwandert.Another advantageous embodiment is that the wing on a fixed sensor in a reciprocating motion is moved past. Finally, it's a functional shape that the swinging movement of the wing, as far as it is not influenced by the fluid, is symmetrical runs to the feeler in such a way that it moves at the same speed in both directions of movement wanders past the feeler.

In der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird diese näher erläutert. Es zeigtIn the following description of the exemplary embodiments of the invention shown in the drawing this is explained in more detail. It shows

Fig. 1 ein erläutertes Diagramm, welches ein Schaufelrad mit federnden Blättern zeigt, Fig. 2, 3, 4 und 5 weitere Konstruktionsformen der Blätter,Fig. 1 is an explanatory diagram showing a paddle wheel with resilient leaves, Figs. 2, 3, 4 and 5 further construction forms of the leaves,

F i g. 6 ein System mit einem Schaufelblatt, Fig. 7 ein Schaltbild, welches eine elektrische Anzeigevorrichtung darstellt, F i g. 6 shows a system with an airfoil, FIG. 7 shows a circuit diagram showing an electrical display device,

F i g. 8 einen Querschnitt eines oszillierend gelagerten Blattes.F i g. 8 shows a cross section of a sheet mounted in an oscillating manner.

In F i g. 1 rotiert ein Schaufelrad mit vier federnden Blättern 10, 11, 12 und 13 in einer sich bewegenden Flüssigkeit, wobei das Blatt 10 weiter aus der in einer unterbrochenen Linie dargestellten Lage abgelenkt ist als das Blatt 12, welche Lage es einnehmen würde, falls an ihm keine dynamische Belastung wirksam würde. Es wird nun angenommen, daß zwei Fühler bei A und ß angeordnet sind, d. h. dort, wo sich die Blätter augenblicklich befinden wurden, wenn sie keine dynamische Belastung aufweisen würden. Falls diese Fühler Impulse erzeugen, wenn die Blättei sich an ihnen vobeibewegen, wird das Zeit-In Fig. 1, a paddle wheel with four resilient leaves 10, 11, 12 and 13 rotates in a moving liquid, the leaf 10 being deflected further from the position shown in broken line than the leaf 12, which position it would assume if on it no dynamic loading would take effect. It is now assumed that two sensors are arranged at A and β, ie where the blades would be at that moment if they were not subject to dynamic loading. If these feelers generate impulses when the puff eggs move past them, the time

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Intervall zwischen den von den beiden Fühlern erhal- Ein Rotor mit zwei Schaufelblättern wird zwei tenen Impulsen mit guter Annäherung proportional Ausgangsimpulsintervalle pro Umdrehung unter Verder Differenz in der Ablenkung der beiden Blätter wendung eines Paares von Fühlern liefern. Diese sein. Diese Differenz der Ablenkung ist annähernd Anzahl kann durch die Steigerung der Anzahl der proportional der Differenz zwischen den Kräften, 5 Blätter erhöht werden, und üblicherweise würden welche an den beiden Blättern wirksam werden. Die wenigstens vier Blätter angewendet werden. Die AnDifferenz der Ablenkung ist deshalb proportional zu zahl der Blätter kann gesteigert werden, vorausgesetzt, daß jedes den Meßpunkt passierende Blatt sichInterval between the times received by the two sensors. A rotor with two blades becomes two ten pulses with a good approximation proportional output pulse intervals per revolution under Verder The difference in the deflection of the two blades is provided by a pair of feelers. This being. This difference in distraction is approximated by increasing the number of proportional to the difference between the forces, 5 sheets are increased, and usually would which take effect on the two leaves. The at least four sheets are applied. The difference the deflection is therefore proportional to the number of leaves can be increased provided that every sheet that passes the measuring point moves

\ Q [(^«+ ^f)² - (Vr- ^vr)*\ < ^{nicht im s}°g ^des vorhergehenden befindet. Die Blät- \ Q [(^ «+ ^ f) ² - (Vr- ^v r) * \ <is ^{not in the s} ° g of ^the previous one. The foliage

d. h. 2 ρ Vn Vf. ^{10 ter} können jedoch axial versetzt sein, um dies zuie 2 ρ Vn Vf. ^{10 ter} can however be axially offset in order to achieve this

vermeiden, falls eine hohe Zahl von Ausgangsinfor-Avoid if there is a large number of output information

Das Zeitintervall zwischen den Impulsen wird pro- mationen erforderlich ist.The time interval between the impulses is required pro- gramming.

portional zu dieser Differenz der Ablenkung sein, F i g. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Kondividiert durch die Umfangsgeschwindigkeit V_R. struktionsform, welche für diesen Zweck geeignet ist. Dieses Zeitintervall ist damit proportional zu 2 ρ V_F 15 Die Blätter bestehen aus einem verlängerten Schaufel- und ist unabhängig von der Rotationsgeschwindig- glied 15 mit schmalen Abmessungen in radialer Richkeit V_R. Die vorstehende Analyse unterstellt, daß die tung; die Schaufeln 15 werden auf einer zentrakn Rotationsgeschwindigkeit V_R größer ist als die Flüs- Nabe 16 mittels relativ dünner, biegsamer Glieder sigkeitsgeschwindigkeit V,.; das kann in der Praxis 17 getragen, welche durch die Kraft abgelenkt werleicht erreicht werden. Man sieht deshalb, daß das ao den, welche auf die relativ größeren Schaufeln aus-Zeitintervall zwischen den Impulsen ein direktes Maß geübt wird. Zur Vereinfachung der Darstellung für den Massenfluß ist, unabhängig von der Rota- wurden nur zwei Schaufeln 15 gezeigt, welche diationsgeschwindigkeit, vorausgesetzt, die letztere über- metral einander gegenüberliegend angeordnet sind; schreitet eine gewisse Mindestgeschwindigkeit. wie verstehend erläutert, kann eine ganze Anzahlbe proportional to this difference in distraction, F i g. 2 is a perspective view of a section divided by the peripheral speed V _R. structural form which is suitable for this purpose. This time interval is thus proportional to 2 ρ V _F 15 The blades consist of an elongated blade and is independent of the rotational speed member 15 with narrow dimensions in radial direction V _R. The above analysis assumes that the device; the blades 15 are at a central rotational speed V _{R is} greater than the fluid hub 16 by means of a relatively thin, flexible link speed V,.; that can be worn in practice 17, which can easily be achieved by the force being deflected. It can therefore be seen that the ao is exercised a direct measure on the relatively larger blades off time interval between the pulses. In order to simplify the representation for the mass flow, only two blades 15 are shown, independently of the rotation, which diational speed, provided the latter are arranged superimetrically opposite one another; walks a certain minimum speed. as explained below, an integer number

Wie vorstehend erläutert, ist die Zeitdifferenz ein as von ihnen um die Achse der Nabe 16 angeordnet Maß für den Massenfluß, unabhängig von der Rota- werden. Die in Fig. 2 gezeigte Rotoranordnung tionsgeschwindigkeit, vorausgesetzt diese Rotations- wird durch einen nicht dargestellten Motor konstangeschwindigkeit ist über einen gewissen Minimalwert, ter Geschwindigkeit angetrieben. Wie vorstehend erweicher von der Maximalgeschwindigkeit der zu läutert, ist die tatsächliche Rotationsgeschwindigkcii messenden Flüssigkeit abhängt. Es ist deshalb un- 30 nicht von Bedeutung, unter der Voraussetzung, daß wesentlich, falls der Antriebsmotor des Rades in sie nicht über kurze Zeitintervalle schwankt, und seiner Geschwindigkeit schwankt, vorausgesetzt diese weiter unter der Voraussetzung, daß die lineare Schwankungen erstrecken sich über Perioden, welche Blattgeschwindigkeit größer ist als die zu messende im Vergleich zu den zu messenden Zeitdifferenzen Flüssigkeitsgeschwindigkeit. Zwei Fühler 22 sind an lang sind. 35 einander diametral gegenüberliegenden Stellen aufAs explained above, the time difference is located an ace of them around the axis of the hub 16 Measure of the mass flow, regardless of the rota. The rotor arrangement shown in FIG tion speed, provided this rotational speed is constant speed by a motor, not shown is driven above a certain minimum value, the speed. Softened as above of the maximum speed to purify is the actual speed of rotation measuring fluid depends. It is therefore irrelevant, provided that essential if the drive motor of the wheel does not fluctuate in it over short time intervals, and its speed fluctuates, provided this is further provided that the linear Fluctuations extend over periods, which blade speed is greater than that to be measured compared to the time differences to be measured liquid velocity. Two sensors 22 are on are long. 35 diametrically opposed positions

Die vorstehend gegebene Analyse ist annähernd, einem Durchmesser angeordnet, welcher normal zur weil sie kleine Ablenkungen voraussetzt. Mit größe- zu messenden Strömungsrichtung liegt, und die Zeitren Ablenkungen wird eine gewisse Nichtlinearität. differenz zwischen dem Vorbeistreichen der Blätter und Geschwindigkeitsabhängigkeit in Erscheinung 15 an den Fühlern 22 wird durch einen Digitalzähler treten. In der Praxis ist es jedoch leicht möglich, 40 und Anzeiger23 gemessen, welcher die Impulse zählt, eine angemessene Empfindlichkeit zu erreichen und die von einem Normalimpulsgenerator 24 ausgehen, doch die Ablenkungen klein zu halten. damit eine direkte digitale Anzeige des MassenflussesThe analysis given above is positioned approximately a diameter normal to the because it implies small distractions. With the flow direction to be measured lies and the time Distractions will have some non-linearity. difference between the passing of the leaves and speed dependence in phenomenon 15 on the sensors 22 is determined by a digital counter to step. In practice, however, it is easily possible to measure 40 and an indicator23 which counts the pulses to achieve an adequate sensitivity and which proceed from a normal pulse generator 24, but keep the distractions small. thus a direct digital display of the mass flow

Falls zwei Fühlerpaare an einander diametral ermöglicht wird.If two pairs of sensors are made possible to be diametrically opposed to each other.

rechtwinklig gegenüberliegenden Punkten angeordnet Eine andere Konstruktionsform für diesen Zweck sind, können die beiden Komponenten des Massen- 45 ist in F i g. 3 dargestellt, welche einen Querschnitt Busses getrennt ermittelt werden; von ihnen können durch eine Rotoranordnung zeigt, der eine zentradie Richtung und die Größe des Flusses abgeleitet len Körper 18 besitzt, an welchem flexible Schaufelwerden, wie z. B. bei einem Luftkissenfahrzeug, wel- blätter 19 in der Basis von Schlitzen 20 befestigt sind, ches sich normalerweise mit Seitenschlupfkomponen- so daß der größere Teil eines jeden Schaufelblattes ten durch die Luft bewegt. 50 von der Strömung durch den Körper 18 abgeschirmtarranged at right angles to opposite points Another form of construction for this purpose are, the two components of the mass 45 is shown in FIG. 3 shown, which is a cross-section Buses are determined separately; of them can be seen by a rotor assembly, which is a centra Direction and magnitude of the flow derived len body 18 on which flexible blades become, such as B. in a hovercraft, which blades 19 are fastened in the base of slots 20, ches usually deal with side slip components so that the greater part of each airfoil th moved through the air. 50 shielded from the flow through the body 18

Gewöhnlich kann die Strömung auch als über ist. Die Rotoranordnung nach F i g. 3 wird mit koneinen Durchmesser des Rades konstant angesehen stanter Geschwindigkeit angetrieben und kann ein werden, und irgendwelche Störungen, welche darauf Anzeigesystem ähnlich dem der F i g. 2 besitzen,
durch den Rotor ausgeübt werden, können vernach- F i g. 4 zeigt eine weitere Form eines Schaufelrades, lässigt werden. In diesem Fall würde ein einzelnes 55 welches eine Scheibe 25 umfaßt, die zur Drehung um Fühlerpaar an festen Positionen längs des Durch- ihre Achse auf einer Welle 26 befestigt ist. Zwei messers normal zur Strömungsrichtung angeordnet flexible Schaufelblätter 27 erstrecken sich von der werden. Scheibe 25 in Richtung auf eine feste Platte 28,Usually the flow can also be considered to be over. The rotor arrangement according to FIG. 3 is driven with a constant diameter of the wheel viewed at a constant speed and can be driven, and any disturbances which thereon display system similar to that of FIG. Own 2,
exerted by the rotor can be neglected. 4 shows a further form of a paddle wheel. In this case a single 55 would comprise a disk 25 which is mounted on a shaft 26 for rotation about pairs of sensors at fixed positions along its axis. Two flexible blades 27 arranged knife normal to the direction of flow extend from the. Disc 25 in the direction of a fixed plate 28,

Eine große Vielfalt von Fühlern kann angewendet welche Fühlerelemente an den mit A und B bezeichwerden, um das Passieren der Blätter zu ermitteln, 60 neten Punkten trägt. Die Richtung des Flüssigkeitsbeispielsweise können optische, kapazitive oder stromes wird durch den Pfeil V_F angezeigt. In Fig.5 magnetische Fühler angewendet werden. trägt eine Scheibe 29 auf einer Welle 30 zwei Schau-A wide variety of sensors can be used, which sensor elements are labeled A and B for detecting the passage of the leaves, bearing the 60th points. The direction of the liquid, for example optical, capacitive or current, is indicated by the arrow V _F. In Fig. 5 magnetic sensors are used. carries a disk 29 on a shaft 30 two viewing

Das Zeitintervall, welches durch die Fühler fest- felblätter31 wie in Fig.4. Die unteren Enden dörThe time interval determined by the sensor leaves31 as in Fig. 4. The lower ends dör

gestellt wird, kann leicht digital unter Verwendung Blätter 31 sind jedoch mit einer zweiten Scheibe 32can easily be digital using sheets 31 but come with a second disk 32

eines Digitalzählers ausgewertet werden. Anderer- 65 verbunden, welche ebenfalls mit der Welle 30 ver-a digital counter can be evaluated. Other 65 connected, which are also connected to the shaft 30

seits kann es in eine analoge Spannung überführt bunden ist. In diesem Fall wird die Ablenkung deron the other hand it can be converted into an analog voltage. In this case, the distraction becomes the

werden zur analogen Auswertung oder für ein Schaufelblätter in der Mitte ihrer Längserstreckungare used for analog evaluation or for a blade in the middle of their longitudinal extension

Speichersystem. durch Fühlerelemente A und B ermittelt. Die Rotor-Storage system. determined by sensor elements A and B. The rotor

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systeme der Fig. 4 und 5 können in der gleichen weiche über die Spannungsquelle miteinander ver-The systems of FIGS. 4 and 5 can be connected to one another in the same way via the voltage source.

Weisc angewendet werden wie der Rotor nach Fig. 2. bunden sind. Falls diese Widerstände gleich sind,Weisc are used as the rotor according to Fig. 2 are bound. If these resistances are equal,

In den vorstehend besonders beschriebenen Bei- tritt keine Auslenkung des Anzeigegerätes auf, wennIn the case particularly described above, there is no deflection of the display device if

spielen wurden zwei oder mehr Schaufelblätter ver- das Anzeigeintervallverhältnis gleich ist, d. h. keineIf two or more blades were playing, the display interval ratio is the same, i. H. none

wendet, und die Ablenkung oder die Zeitverzögerung 5 Flüssigkeitsströmung auftritt. Wenn eine Strömungturns and the deflection or time delay 5 fluid flow occurs. When a current

der beiden Blätter an den beiden Meßpunkten wurde stattfindet, gibt das Gerät 44 eine Anzeige ab, dieof the two sheets at the two measuring points is taking place, the device 44 outputs an indication that

ermittelt. Es ist jedoch möglich, nur ein einzelnes für die Größe und die Richtung der Strömungdetermined. However, it is possible to use just a single one for the size and direction of the flow

Blatt zu verwenden; dies hat den Vorteil, daß keine repräsentativ ist.Sheet to use; this has the advantage that none is representative.

Notwendigkeit besieht, du; tatsächliche Steifigkeit Eine Ein-Blatt-Konstruktion kann jede der vor-Need, you; actual stiffness A single-leaf construction can use any of the

beider Blätter gleich groß zu machen. Bei Verwen- io stehend beschriebenen Blattkonstruktionen ver-make both sheets the same size. When using the upright blade constructions described

dung von zwei Blättern mit ungleicher Steifigkeit wenden.turning two sheets of unequal stiffness.

können die Zeitintervalle zu einem Durchschnitts- Ein einzelnes Blatt kann oft vorteilhafterweise in wert verarbeitet werden, um die Auswirkung der Schwingungen versetzt werden, anstatt in eine kontiverschiedener. Steifigkeit zu eliminieren. Bei Verwen- nuicrliche Rotationsbewegung. Die Schwingungsdung eines einzigen Blattes tritt jedoch kein solches 15 bewegung kann über einen Kreisbogen ausgeführt Problem auf. In Fig. 6 wird schematisch ein Rotor werden, vorteilhafter jedoch linear. Bei einer linearen 35 gezeigt, welcher ein einzelnes federndes Blatt 36 Schwingung kann ein einzelner Fühlerpunkt verwcnbesitzt. Fühler 37 sind wie zuvor an einander dia- det werden, wobei die Vorrichtung mit zwei Zumetral gegenüberliegenden Punkten A und B ange- ständen so angeordnet wird, um ihren Zustand ordnet. Falls keine Flüssigkeitsgeschwindigkeit vor- ao jedesmal dann zu ändern, wenn das Blatt sich an ihr handen ist, wird die ausgelenkte Gestalt des Blattes vorbeibewegt, wobei sie in den einen Zustand geüber seine Rotationsbewegung hin konstant bleiben langt, wenn das Blatt sich in einer Richtung bewegt, und die Zeit, weiche benötigt wird, um von A nach B und in den anderen Zustand, wenn das Blatt sich zu gelangen, wird die gleiche sein wie für den Weg in entgegengesetzter Richtung bewegt. Das Anzeigevon B nach A. Falls eine Flüssigkeitsbewegung von as gerät nach Fig. 7 kann deshalb für eine solche Ander Geschwindigkeit V₁ in der angezeigten Richtung Ordnung eingesetzt werden. Bei einem in Sclwinvorhanden ist, wird die Spitze des Blattes den Punkt A gungsbewegung versetzten Blatt ist es notwendig, später passieren, als sie es sonst tun würde, und sie daß — abgesehen von der Einwirkung der Flüssigwird den Punkt B früher passieren als sonst. Die keitsströmung — das Blatt beim Passieren der Fühler können so angeordnet sein, dab sie als eine 30 Fühlerpunkte mit der gleichen Geschwindigkeit in Vorrichtung 38 mit zwei Zuständen arbeitet, welche beiden Bewegungsrichtungen bewegt wird. Es ist in dem einen Zustand ist, wenn sich das Blatt von deshalb nur notwendig, daß die Bewegung symme- A nach B bewegt, und im anderen Zustand, während trisch ist, und es ist deshalb relativ einfach, eine sich das Blatt von B nach A zurückbewegt. Ist keine geeignete Schwingungsvorrichtung vorzusehen. Die Flüssigkeitsströmung vorhanden, wird das Verhältnis 35 Anzeigevorrichtung nach Fig. 7 wird in Verbindung der Anzeigeintervalle dieser Vorrichtung mit zwei mit einem oszillierenden Blatt in genau der gleichen Zuständen einheitlich sein; mit steigenden Werten Weise arbeiten wie bei einem rotierenden Blatt,
von V_f wird sich dieses Verhältnis zunehmend von Ein oszillierendes Blatt erfordert keine mit der der Gleichheit entfernen. Fig. 7 ist ein Schaltplan, Flüssigkeit in Verbindung stehende Lagerung für welcher eine einfache Form eines Anzeigekreises 40 eine rotierende Welle. Beispielsweise zeigt Fig. 8 darstellt, der mit dem Ein-Blatt-System nach F i g. 6 ein Blatt 50, welches an einem Fühlerpunkt A vorbeiverwendet werden kann. Die Vorrichtung 38 mit bewegbar ist. Das Blatt wird durch einen biegsamen zwei Zuständen ist als Schalter 40 gezeigt, welcher Flansch oder Wandungsabschnitt 51 getragen. Da< die eine oder andere Seite einer Gleichstromquelle Blatt kann durch einen Motor mit hin-und hergehen 41 mit einem Widerstand 42 verbindet, durch wel- 45 der Bewegung in Schwingung versetzt werden, welchei chen ein Kondensator 43 aufgeladen oder entladen auf einen Vorsprung 52 einwirkt, welcher 7um wird, je nach der Schalterstellung. Falls das An- Flansch oder dem Wandungsabschnitt 51 gehön, jezeige'intervallverhältnis gleich ist, dann wird die ge- doch an dessen Außenseite liegt. Ein Fühler 53 bei A glättete Gleichspannung am Kondensator 43 die ist mit einer Vorrichtung 54 mit zwei Zuständen ver Hälfte der Eingangsspannung der Spannungsquelle 50 bunden, um sie bei jedem Passieren des Blattes an 41 sein. Ein Anzeigemittel 44, beispielsweise ein Fühler in einen entgegengesetzten Zustand zu ver Galvanometer, vergleicht die Spannung am Konden- setzen. Diese Vorrichtung 54 mit zwei Zusländer sator mit jener an der Spitze eines Potentiometers. steuert ein Anzeigegerät 55, welches jenem ähnlici welches durch Widerstände 45 und 46 gebildet wird, sein kann, welches in F i g. 7 beschrieben wurde.The time intervals can be converted to an average. A single sheet can often be advantageously processed in order to offset the effect of the vibrations, rather than in a continuous one. Eliminate stiffness. When using rotational movement. However, the vibration of a single sheet does not cause any such movement to occur over an arc of a circle. In Fig. 6 a rotor will be shown schematically, but more advantageously linear. In a linear 35 shown, which a single resilient leaf 36 oscillation can have a single feeler point. Sensors 37 are dialed to one another as before, the device being arranged with two mutually opposite points A and B arranged in such a way as to rearrange its state. Unless the fluid velocity needs to be changed every time the blade is touched, the deflected shape of the blade is moved past, reaching one state constant over its rotational movement when the blade moves in one direction , and the time it takes to get from A to B and into the other state when the sheet is moving will be the same as for the path moving in the opposite direction. The display from B to A. If there is a movement of liquid from the device according to Fig. 7, order can therefore be substituted for such a different speed V ₁ in the direction indicated. If the blade is in motion, the tip of the blade will move past point A , it is necessary to pass later than it would otherwise, and that - apart from the action of the liquid, it will pass point B earlier than usual keitsströmung - the sheet as it passes the feelers can be arranged so that it works as one 30 feeler points at the same speed in device 38 with two states, which is moved in both directions of movement. It is in one condition when the blade only needs to move symmetrically from A to B , and in the other condition while it is trical, and it is therefore relatively easy to move the blade from B to B A moved back. No suitable vibration device is to be provided. The liquid flow present, the ratio 35 display device of Figure 7 will be uniform in conjunction with the display intervals of this device with two with an oscillating blade in exactly the same states; work with increasing values like a rotating blade,
from V _f this ratio will progressively change from an oscillating blade does not require any with that of equality. Fig. 7 is a circuit diagram, fluid-related storage for which a simple form of display circuit 40 is a rotating shaft. For example, FIG. 8 shows that using the one-sheet system of FIG. 6 a sheet 50 which can be used past a feeler point A. The device 38 is also movable. The blade is flexed by two states, shown as switch 40, which flange or wall portion 51 is carried. Since one or the other side of a direct current source sheet can be connected by a motor with reciprocating 41 to a resistor 42, by which 45 the movement is set in oscillation, which a capacitor 43 charged or discharged acts on a projection 52 which becomes 7um, depending on the switch position. If the flange or the wall section 51 belongs to, each display interval ratio is the same, then it will be on the outside thereof. A sensor 53 at A smoothed the DC voltage on the capacitor 43 which is connected to a device 54 with two states ver half the input voltage of the voltage source 50 to be at 41 each time the sheet is passed. A display means 44, for example a sensor in a state opposite to that of the galvanometer, compares the voltage across the condensate. This device 54 with two adders sator with that at the tip of a potentiometer. controls a display device 55, which may be similar to that formed by resistors 45 and 46, which is shown in FIG. 7 has been described.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Device for measuring the mass flow of a fluid with at least one a wing-carrying element protruding into the fluid, which element is drivable in such a way that the wing both upstream and downstream with respect to the flow of the subject to be examined Fluid is moved, the difference ία rence of the forces of the mass flow acting on the wing in one and the other direction is proportional, characterized in that that the hill (10/11/12 13:15; 19; 27; 31; 36; 50) is resilient or resilient to the τι element (16: 18; 26; 30, 35: 51) and that at least one antennae (22; 37; 53) to determine the difference in the deflection of the wing in one and the other other direction of movement or to determine the difference in the time delay in the one or the other direction of movement is provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the wing (10, 11, 12, 13; 15: 19: 27; 31; 36) continuously around a direction perpendicular to the direction of flow of the fluid Axis can be driven.

3. Device according to Anspruc.i 2, characterized in that that at least two wings (10, 11, 12, 13; 15; 79; 27; 31) arranged on diametrically opposite sides of the axis of rotation are and that two stationary sensors (22; 37) on diametrically opposite sides of the Rotation axis are arranged and suitable for electrical impulses to display the points in time to which the wings produce the antennae-wings (19) made of flexible material, with the wing or wings extending from the sole of a Slot (20) in the element extend outwardly such that the greater part of each Wing is shielded from the flow by the element.

8. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the wing (36) on an element (35) is mounted, which can be continuously driven in rotation at a constant speed, and that a first and a second sensor (37) fixed on diametrically opposite one another Points are provided and that display devices (38 in Fig. 7) are provided to the time difference between the movement of the wing from the first to the second. Feeler and from to determine the second to the first probe.

9. Apparatus according to claim 1, characterized in that the wing (50) on a fixed The feeler (53) can be moved past in a to-and-fro movement.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the oscillating movement of the wing (50), as far as it is not influenced by the fluid, runs symmetrically to the sensor (53), in such a way that it wanders past the sensor in both directions of movement at the same speed.