DE1773183A1 - Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit oder der Durchflussmenge eines Fluessigkeitsstroms sowie Geraet zur Datstellung desselben - Google Patents

Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit oder der Durchflussmenge eines Fluessigkeitsstroms sowie Geraet zur Datstellung desselben

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DE1773183A1
DE1773183A1 DE19681773183 DE1773183A DE1773183A1 DE 1773183 A1 DE1773183 A1 DE 1773183A1 DE 19681773183 DE19681773183 DE 19681773183 DE 1773183 A DE1773183 A DE 1773183A DE 1773183 A1 DE1773183 A1 DE 1773183A1
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Andre Desrayaud
Jacques Harbonn
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Description

  • Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit oder der Durchflußmenge eines Flüssigkeitsstroms, sowie Gerät zur Darstellung desselben" Die Erfindung betrifft ein neues Meßverfahren der Geschwindigkeit oder der Durchflußmenge eines Flüssigkeitsstroms. Unter den Anwendungsmöglichkeiten dieser Methode lassen sich in keineswegs begrenzter Aufzählung nennen: die Messung der Durchflußmenge in einem Kanal; die Messung der Geschwindigkeit einer Meeresströmung in einer bestimmten Tiefe, oder auch die Fahrgeschwindigkeit eines auf oder unter dem Meeresspiegel sich bewegenden Fahrzeugs.
  • Die Durchführung solcher Messungen ist bereits insoweit bekannt, als man in einen Flüssigkeitsstrom zwei elektrische Wicklungen einsetzt, deren Widerstand eine starke Temperaturkoeffizienten hat und die zu zwei benachbarten Zweigen eines elektrischen Brückenotromkreises gehören, wobei eine der Wicklungen stromabwärts von der anderen im Sinne der Strömungsrichtung liegt.
  • Nach einer klassischen Meßmethode wird durch einen festen Wideratand derjenige Zweig des Brückenkreioea, zu dem die stromaufwärts gelegene Wicklung gehört, aus dem Gleichgewicht gebracht; dann wird das Gleichgewicht wieder hergestellt, indem man den Widerstand der anderen Wicklung durch Erwärmen mittels einer unmittelbar benaohbart angebrachten Heizspule erhöht.
  • Die Messung der Geschwindigkeit oder der Durchflußmenge des Flüssigkeitsstroms ergibt sich aus der Messung der Stromstärke, die der Heizspule zugeführt werden muß, um den Brückenstromkreis ins Gleichgewicht zu bringen; hierbei ist diese Stromstärke eine Funktion der Abkühlung der stromabwärts angebrachten Wicklung oder Meßwicklung aufgrund der Einwirkung des Fliissigkeitsstroms.
  • Die Erfindung umfaßt eine neuartige Meßmethode1 die empfindlicher ist als die klassische Methode, und die sich auf dem Unterschied der thermischen Wirkungen begründet, die durch den Flüssigkeitsstrom jeweils auf ein thermosensitives Element, das in einer Zone der Aufspaltung der Flüssigkeitsfäden in der Strömung liegt, sowie auf ein anderes, außerhalb dieser Zone liegendes thermosensitives Element ausgeübt werden.
  • Die Methode besteht darin daß in den Flüssigkeitsstrom ein Element eingesetzt wird, welches ein Stromhindernis bildet; dergestalt, daß stromabwärts von seiner Einsatzstelle in der Strömung eine Zone der Aufspaltung der Flüs.igkeitsfäden entsteht; daß ferner im Innern des Flüssigkeitsstroms ein erstes thermosensitives Tnstrument so angeordnet wird, daß es mindestens teilweise in der genannten Aufspaltungszone liegt, während ein sweites thermosensitives Element mindestens teilweise außerhalb dieser Zone angeordnet ist. Gemessen wird die Differenz der thermischen Wirkungen, die jeweils von dem Flüssigkeitsstrom auf das erste bzw. auf das zweite thermosensitive Element ausgeübt werden; diesem Maße müssen sodann diejenigen der Geschwindigkeit oder der Durchflußmenge des Flüssigkeitsstroas entsprechen.
  • Die thermosensitiven Elemente können sehr geringe Abmessungen besitzen; man kann sie aber auch in einer gewissen Länge vorsehen, und zwar in senkrechter Richtung auf die des FIüssigkeitsstroms, wenn es sich um das thermosensitive Element in der Aufspaltungszone handelt, sodaß eine Zunahme der Durchflußaenge zu einer weniger starken Spülung dieses Elements durch die abkühlenden Flüssigkeitsfäden führt.
  • Damit diese Messungen auch in einem schichtweise verlaufenden Flüssigkeitsstrom möglich werden, kann man vorsehen, -wenn die Strömungsgesohwindigkeit der Flüssigkeit zu hoch wird - einen konstant bleibenden Teil dieser Durchflußmenge absuaveigen und diesen abgezweigten Teil in eine Düuse von ausreichendem flurolimesser zu leiten, - im Verhältnis zur größten Dichte des Profilelements, sodaß der Flüssigkeitsstrom in diesem IEsenrohr laminar verläuft.
  • Nach einer günstigen Ausführungsart der Erfindung werden die beiden thermosensitiven Elemente durch elektrische Widerstände dargestellt, die unter sich gleich sind und die jeweils zwei benachbarten Abzweigungen eines elektrischen Bückenstromkreises angehören, wobei die heizung durch zwei Heizdrähte geschieht, die jeweils nahe an den beiden Widerständer angebracht werden.
  • Der Brückenstromkreis wird für eine bestimmte Flüssigkeitsgeschwindigkeit ausgeglichen; diese Bezugsgeschwindigkeit kann gleich Null sein.
  • Bei Schwankungen der Stromgeschwindigkeit kommt der Brückenstromkreis aufgrund der unregelmäßigen Variationen der jeweils durch dem Flüssigkeitsstrom nahe den Widerständen mitgeführten Wärmcströme aus dem Gleichgewicht.
  • Es wird sodann zur Anpassung des Widerstands von mindestem eanem der Abzweige des Brückenstromkreiss durch Wiederherstellung des Ausgleichs desselben geschritten; dies kann unmittelbar oder auch durch Veränderung des lieizstroms in mindestens einem der lfeizdrähte geschehen. Die erzielte Anpassung wird dann gemessen und ihr die Messungen der Geschwindigkeit oder der Durchflu#menge des Flüssigkeitsstroms angeglichen.
  • Eine der Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung besteht in der Benutzung von Vorrichtungen, mittels welcher die mittlere Temperatur des den Strömungswiderstand bildenden Elements auf einen Wert eingestellt werden kann, der vom dem der strömenden i1lüssigkeit verschieden ist; es kann sich dabei um Heizvorrichtungen oder um Kühlvorrichtungen des Widerstandselements handeln. i4an kann das erstgenannte thermosensitive Element unmittelbar an der Austrittskante dieses Widerstandselements anbringen, indem @an es etwa im Innern desselben montiert, während das andere th@rmosensitive Element vorteilhafterweise nahe an der Eintrittskante des Stromwiderstandselements angehracht werden kann.
  • Nicht als Abgrenzung zu verstehende Beispi@le für die Auefül@@un@ der Erfindung werden nachstehend un@er er @ezugua@me auf di Ü anliegenden Abbildungen beschrieben; hielin sind: Abb. 1 eine schematische Darstellung eines Geräts nach dieser Erfindung zur Messung der Geschwindigkeit oder der Durchflußmenge eines Flüssigkeitsstroms; Abb.2 die Darstellung in größerem Maßstab eines thermosensitiven Elements, bestehend aus einem elektrischen Widerstand mit angeschlossener Heizspule ; Abb,3 eine schematische Zeichnung der elektrischen Stromkreise einer Ausführungsart, die es gestattet, die Maßdaten zahlenmäßig weiterzuleiten; Abb.4 die Darstellung in Diagrammform einer numerischen Verschlüsselung der Maßdaten aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel; Abb.5 eine Ausfülxrungßform, bei welcher das den Strömungswiderstand bildende Element mit Vorrichtungen ausgestattet ist, dnrch welche eeine mittlere Tempentur auf einen von der Temperatur des Flüssigkeitsstroms verschiedenen Wert gebracht werden kann.
  • In Abb.1, der schematiscllen Darstellung einer ersten Ausführungsart der Erfindung, bezeichnet (1) die strömende Flüssigkeit, deren Geschwindigkeit oder Durchflußmenge gemessen werden sollen.
  • In dem Flüssigkeitsstrom ist ein Element (2) vorgesehen, das so profiliert ist, daß es eine Aufspaltungszone (3) der Flüssigkeitsfäden stromabwärts von seinem Standort in der Strömung hervorruft (der Flüssigkeitsstrom ist durch Pfeile bezeichnet).
  • Zwei Elemente (R1, R2) deren elektrischer Widerstand sich mit der Temperatur erheblich verändert, sind jeweils nahe an der Fjntrittskante des Elements (2) bzw. in der Aufspaltungszone (3) angeordnet; sie gehören zu zwei einander gegenüberliegenden Zweigen eines elektrischen Brückenstromkreises (abcd).
  • Diese thermosensitiven Elemente können Thermowiderstände mit positivem oder negativem Temperaturkoeffizienten sein, d.h.der Widerstand wächst oder sinkt merkbar mit der Temperatur; oder es können Silizium-Trockenelemente verwendet werden; es ist aber auch möglich, mit Platinwiderständen zu arbeiten, bei denen der Temperaturkoeffizient sehr viel schwächer ist, während der Widerstand bei einer gegebenen Temperatur einen konstanten Wert einhält, soda# diese J1latinwiderstande leichter einzustellen sind.
  • Der niedrige@e Wert des Temperaturkoeffizienten dieser Platinwiderstände kann durch eine entsprechende Verstärkung ausgeglichen werden, unter Beriicksichtigung der hohen Stabilität dieser Widerstände.
  • Die Beheizung der Elemente (R1, R2) geschieht im wesentlichen in gleicher Form durch Heizdrähte (F1, F2), die von einer gemeknsamen Stromquelle versorgt werden (4) und die nahe an den thermosensitiven Elementen (Ri,f?2) angebracht sind.
  • Abb.2 zeigt eine vorteilhafte Montageweise des thermosensitiven Elementes (R1) mit Heizdra} lt (F2), indem diese beiden Windungen - elektrisch voneinander isoliert und eine die andere umfassend -in einem Gehäuse (5) zusammengefaßt werden, welch letzteres mit einem Deckel (6) wasserdicht verschlossen ist; der Deckel trägt Isolierstopfen (wie bei 7) zum Durchs der elektrischen Leiter.
  • Das Gehäuse (5) besteht aus Metall, um die Wärmeableitung durch den Flüssigkeitsstrom zu fördern. Es kann z.B.unmittelbar an das Element (2) mittels eines Stutzens (8) angebracht werden, welch letzterer möglichst aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit bestehen soll, insbesondere dann, wenn die Wärmeleitfähigkeit des Profilelements (2) an sich hoch ist, um zu vermeiden, daß ein Teil des Wärmeflusses, der durch den Heizdraht ausgelöst wird, auf das Profilelement übertragen wird.
  • In den nicht als Begrenzung zu verstehenden Illustrationsbeispielen der Abb.1 und 3, ist der Widerstand (R2) senkrecht zur Strömungsrichtung verlängert, so daß Geschwindigkeitsänderungen der Strömung durch Abspaltung der Flüssigkeitsfäden hinter dem Profilelement i,F,von tängenschwankungen des Widerstands (R2) dargestellt werden, welch letzterer durch diese Flüssigkeitsfäden umspült und gekühlt wird.
  • In diesem Ausführungsbeispiel werden die Drähte (F1,F2) von der Stromquelle (4) mit gleichbleibender Stromstärke beheizt; die Brücke (abcd), die an die Klemmen der Spannungsquelle (9) angeschlossen ist, wird durch die Festwiderstände (R3,R4) und das Potentiometer (P) für eine Bezugsgeschwindigkeit-bzw.-Durchflu#-menge im Gleichgewicht gehalten; letztere können auch gleich Null sein.
  • Befindet sich die Flüssigkeit in Strömung, so sind die Jeweiligen Wärmeströme, die durch den Flüssigkeitsstrom in der Nähe der Widerstände(R1,R2) mitgeführt werden, voneinander verschieden; der Wärmeaustausch wird an der Stelle von (R1) erheblich stärker sein als in der Zone, in welcher sich (R2) befindet (dieser Wärmeaustausch findet in der genannten Zone im wesentlichen durch Konvektion statt).
  • Der Unterschied in der Kühlwirkung der Strömung auf (R1) und (R2) ist jeweils umso größer, Je höher die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms ist; aufgrund der Erfindung wird dieser Umstand zur Messung der Geschwindigkeit oder auch der Durchflußmenge der Flüssigkeit benutzt, wenn letztere etwa durch eine Düse von bekanntem Querschnitt läuft, welche das Profilelement (2) umgibt. In dem durch Abb.iveranschaulichten Beispiel wird ein Null-Anzeiger (D), der von jeder geeigneten Bsuart sein kann, zwischen den Punkten(b)und(d) des Brückenkreises montiert.
  • Er erzeugt ein Signal, welches anzeigt, daß die Brücke aus dem Gleichgewicht kommt. Nach Versarkung bei (A) wird das Signal einem Servomotor (m) zugeführt, der eine Umdrehung des Rotore im Potentiometer (P) bewirkt, das wiederum mit dem Widerstand (R1) in dem Abzweig (a,d) des Brückenkreises in Serie liegt. Diese Umdrehung geschieht in einer Richtung, welche zur Wiederherstellung des Gleichgewichts der Brücke durch Änderung des Widerstands zwischen den Klemmen (a) und (f) des Potentiometers (P) führt.
  • Sobald die Brücke im Gleichgewicht ist, bleibt der Rotor (10) stehen; der Erregerstrom im Motor (m) ist dann gleich Null.
  • Wird der Wert des Widerstands (R1) im wesentlichen gleich demjenigen des Widerstands (R2) gewählt, (bei Normaltemperatur gleiche Werte und gleiche Temperaturkeffizienten), und ist (R3) - (R4), so wird der Rotor (10) bei Geschwindigkeit Null des Flüssigkeitsstroms (1) sich bei (r) befinden.
  • Erhöht sich der Strom, eo nähert sich der Rotor dem Punkt (a).
  • Ein Nadelanzeiger (im), der sich mit dem Rotor (10) dreht und dabei ein graduiertes Feld überquert, ermöglicht die Beobachtung der Veränderungen in der Geschwindigkeit des Fltissigkeitsstrom.
  • Ein solches Konstruktionsbeispiel der Erfindung liefert eine analoge Darstellung der gemessenen Größe, d.h. der Durchflußgeschwindigkeit oder der Durchflußmenge.
  • Soll der gefundene Meßwert fernübertragen werden, so ist es im allgemeinen von Vorteil, diesen Meßwert symbolisch darzustellen, sodaß die unvermeidlichen Verluste in den Ubertragungsleitungen nicht die Meßgenauigkeit beeinträchtigen können In Abb.3 ist ein Konstruktionsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei eine binare Darstellung der Geschwindigkeit bzw. der Durchflußmenge gewählt wurde.
  • In beiden Abbildungen werden die gleichen Bezeichnungen für die gemeinsamen Elemente beider Darstellungsarten verwendet.
  • Je nach Art der Dorstellung geschieht die Beheizung der Drähte (Fl,F2), die jeweils zu den thermosensitiven Elementen (R1, R2) in enger Verbindung stehen, durch Heizstromimpulse mit gleicher Amplitude. Ein Generator mit gleichbleibender Stromstärke (12) irgendeines bekannten Typs liefert diesen Heizstrom (I).
  • Die Beheizung des mit dem thermosensitiven Element (R2) verbundenen Drahtes (F2) geschieht über eine Schleuse klassischen Typs, gesteuert von einem periodischen Signalgeber (14), und zwar so, daß der Strom (I) nur während konstanter, in gleichen Zeitabständen liegender Zeitintervalle durchgehen kann. In Abb.4 ist diese Beheizungsart für den Draht(F2) gezeigt, wobei t das Zeitintervall bezeichnet. Mit (I) ist die gemeinsame Intensität der periodischen Heizstromimpulse auf den Draht (F2) bezeicìlnet Die Beheizung des Drahtes (F1), der mit dem thermosensitiven Element (R1) verbunden ist, geschieht über eine Schleuse (15), die von dem Null-Anzeiger (D) gesteuert wird; und zwar so, daß der Strom (I) für die Beheizung des Drahtes (F1) nur dann fließt, wenn die Brücke außer Gleichgewicht ist. Ein Verstärker(A') dient zur Formung der Steuersignale an die Schleuse (15) seitens des Anzeigers (D).
  • Wählt man die Widerstände (R1,R2) gleich, mit gleichen thermischen Charakteristiken, so wird das Gleichgewicht der Brücke, das automatisch immer wieder durch den Anzeiger (D) mit steuerung der Schleuse (15) als Geber für die intermittierende Behei@ung des Drahtes (F1) hergestellt wird, in einem bestimmten Zeitabschnitt einer Gesamtheizdauer des Drahtes (I1) enisprechen, welch letztere genau gleich ist der Gesamtheizdauer des Drahtes (F2) im gleichen Zeitintervall, vorausgesetzt daß die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms gleich Null ist, da sodann die von den beiden Drähten abgegebenen Wärmemengen für die Beheizung von (R1,R2) im gleichen Zeitintervall die gleichen sind und da die Heizstromstärke den gleichen Wert (1) hat.
  • Für eine von Null abweichende Strömungsgeschwindigkeit muß die Gesamtwärmemenge, die dem Draht(F1) durch den Strom (I) in einem bestimmten Zeitintervall zugeführt wird, größer sein als diejenige, die von dem Strom (I) im gleichen Zeitintervall dem Draht (F2) zugeführt wird, damit das Gleichgewicht der Brücke in jedem Zeitpunkt aufrechterhalten werden kann, da die von der Flüssigkeit mitgeführte Wärmemenge in Berührung mit dem Widerstand (R1) dann größer ist als die dem Kontakt von (R2) zugeführte Menge.
  • Die Differenz zwischen der Gesamtsteuerungsdauer der Schleuse (15) durch den Null-Anzeiger (D) und der Gesamtdauer der Steuerung der Schleuse (13) durch den Signalgeber (14) im gleichen, als Grundintervall gewählten Zeitraum, kann daher als Maßzahl für die Geschwindigkeit oder die Durchflußmenge des Flüssigkeitsstroms benutzt werden.
  • Die Konstruktionsart nach Abb.3 gibt ein nicht als Begrenzung zu verstehendes Beispiel für Möglichkeiten der Messung dieser Zeitdifferenzen in Form einer binaren Ziffer als Darstellung des Werts für die Geschwindigkeit oder die Durchflußmenge des Flüssigkeitsstroms.
  • In Abb.4 sind beispielsweise mit (F1) die Heizstromimpulse für den Draht (F1) bezeichnet, die vom Anzeiger (D) über die Schleuse (15) ausgelöst werden; deren Dauer ist variabel (t1, t2 usw.), während ihre Stromstärke gleich derjenigen der periodischen Heizetromimpulse auf den Draht (F2) ist-.
  • Bei dieser Konstruktionsart sind der Ausgang des Verstärkers A' und derjenige des Signalgebers (14) jeweils mit zwei Eingangsklemmen (16,17) einer Schleuse (18) vom Typ 11OU-Exklusiv" verbunden, die so eingestellt ist, daß sie ein Ausgangseignal auf ihre Klemme (19) nur dann gibt, wenn ein Signal auf eine der Klemmen (t6, 17) gelangt, und zwar jeweils nur auf eine einzige dieser Klemmen Der Ausgang des Verstärkers (A') und derjenige der Schleuse (18) nind jeweiln an die zwei £ Klemmen am Eingang Inr Nach t'1se "ET" (20) angeschlossen, und zwar so, da# diesse das Ausgangssignal nur während derjenigen Zeitintervalle gibt, in denen der Draht (F1), nicht aber der Draht (F2) beheizt ist, was nach Abbildung 4 den schräg schraffierten Peilen der Heizstromimpulse auf 1, @n Heizdraht entspricht.
  • Der Ausgang der Schleuse (20) ist mit dem Eingang der Zählerse te (2 ) eines Differentialzthlers binären Typ:i oder eines algebraischen Addierwerks (22) bekannter Bauart verbunden, welcher sodann innerhalb eines gegebenen oder Grundme#zeitraums eine binäre Ziffer registriert, die proportional ist ler Gesamtheizdauer des Drahtes (F1) abzüglich der gleichzeitigen Heizdauer der beiden Drähte (F 1) und (F2).
  • Damit der Differentialzähler (2') die Gesamtdauer der Beheizung von Draht (Fl) abzüglich der Gessamtheizdauer den Drahts (F2) aufzeichnen kann, ist es erforderlich, von der vorhergehenden Zahl (Abzug) eine Zahl zu subtrahieren, die der Heizdauer des Drahts (F2) allein entspricht (d,h,entsprechend dem horizontal sohraffierten Teil des zweiten Stromimpulses auf den Helzdraht F2).
  • Dies läßt sich ohne Schwierigkeit bewerkstelligen, indem man den Ausgang des Signalgebers (14) mit dem Ausgang der Schleuse (18) jeweils an zwei Eintrittsklemmen einer Schleuse "ET" (23) verbindet, und zwarso, daß das Ausgangssignal nur in denjenigen Zeitintervallen gegeben werden kann, in denen der Draht (F2), nicht aber der Draht (F1) beheizt wird. Das Ausgangssignal von Schleuse (23) wird zum Eingang des Differentialteils (24) des Differentialzählers (22) geleitet.
  • Eine Vorrichtung (25) bekannten Typs wird dazu benutzt, den Differentlalzähler (22) periodenweise auf Null zurückzustellen. Die Periodizität dieses Nullrücklaufs bestimmt den Zeitintervall oder Meßgrundzeitraum, innerhalb welchem die Wärmemengen bestimmt sind, die jeweils den Heizfäden (F1) und (F2) zugefflhrt werden und deren Differenz als Ma#zahl für die Geschwinligkeit oder die mittlere Durchflu#menge das Flü@@igkeitsstroms dient; sie läßt sich mittels der schematisch mit l@@ t Pfeil (:>6) bez@ichneten Regulierungsmittel @instellen.
  • Die vom Differentialzähler registrierte binäre Zahl (22) kann durch Fernanzeige in bekannter Weise mittels des Ubertragungskabeln (27) weitergieitet werden im übrigen ist bei der in Abb.3 gezeigten Konstruktionsweise der Erfindung die Möglichkeit gegbet, den gesamten, durch die strichpunktierten Linien abgegrenzten Teil so von dem au#erhalb liegenden Teil zu trennen, laß letzter in einer möglicherweise großen Entfernung von dem Flüssigkeitsstrom (l) entfernt montiert wird.
  • Die Ablesung der Geschwindigkeit oder der Durchflußmenge dieser Strömung kann dann unmittelbar am Differentialzähler (22) erfolgen.
  • In diesem Falle ist es jedoch zu empfehlen, an den in Abb.3 durch Querstriche bezeichneten Stellen Geräte bekannter Typen aufzustellen, durch welche die durch die Ubertragung verzerrten und abgeschwächten Impulse wieder hergestellt werden.
  • Ein anderes Meßsystem mit Binärzähler sieht vor, daß den Heizdrähten (F1) eine variable Anzahl von Impulsen zugeführt wird, die jeweils die gleiche Amplitude besitzen wie die periodisch an (F2) gegebenen im gleichen Zeitintervall; die Anzahl wird von dem Anzeiger (D) aufgrund des Ungleichgewichts der Brücke gesteuert. Es genügt sodann in diesem Zeitintervall die Differenz der Anzahl von Impulsen aufgrund eines Differentialzählers zu bestimmen; diese Differenz entspricht der Durchflußmenge oder der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms.
  • Nach einer weiteren Konstruktionsweise der Erfindung enthält das in dem Flüssigkeitsstrom vorgesehene Hindernis eine Heiz-oder Kühlvorrichtung, um dessen mittlere Temperatur abweichend von derjenigen des Flüssigkeitsstroms zu halten; ferner enthält es ein erstes thermosensitives Element, das unmittelbar an der Austrittskante des Hindernisses im Flüssigkeitsstrom angebracht ist und das mindestens teilweise in Berührung mit der Abspaltungszone kommt, Ein zweites thermosensitives Element ist vollständig außerhalb dieser Zone belegen; ferner sind Meßinstrumente für die Differenz der Wärmewirkungen vorgesehen, die von dem Flüssigkeitsstrom an den jeweiligen Standorten der beiden thermosensitiven Elemente hervorgerufen wer-1 en Die beilen thermosensitiven Elemente dieser Anordnung können vorteilhaft auch im Innern des Hindernisses vorgesehen werden, wobei das eine von ihnen unmittelbar an der Austrittskante des Hindernisses und das andere in der Nähe einer der Wände desselben, entgegengesetzt der Austrittskante, - möglichst nahe an der Eintrittskante des Hindernisses - anzubringen ist.
  • Abt.5 zeigt sehr schematisch eine Konstruktionsform dieser Meßanordnung nach der Erfindung. Die gewählten Bezeichnungen sind die gleichen wie in Abb.l; mit (2a) und (2b) sind jeweils die Eintritts-bzw.Austrittskanten des Profilteils (2) gekennzeichnet.
  • Bei diesem Konstruktionsbeispiel enthält das Element (2) eine Heizvorrichtung, um dessen mittlere Temperatur auf einen höheren Wert als denjenigen des dieses Element kühlenden Flüssigkeitsstroms zu bringen, Diese Heizvorrichtung ist schematisch durch einen elektrischen Heizwiderstand (R) in Verbindung mit den Klemmen der Stromquelle (E) dargestellt.
  • Ein thermosensitives Element (R2) steht in Berührung mit der Abspaltungszone (3), und zwar im Innern des Profilteils (2) und unmittelbar an dessen Austrittskante (2b); ein weiteres thermosensitives Element (Rl) ist im Profilteil (2) unmittelbar an dessen Eintrittskante (2a) vorgesehen.
  • Diese thermosensitiven Elemente können z.B., wie in dem Konstruktionsmuster gezeigt, zwei Widerstände sein, die in zwei benachbarten Abzweigen eines elektrischen Brückenstromkreises (abcd) liegen, welch letzterer auf einen bekannten Wert - zB.Null- der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms ausgeglichen ist.
  • Es ist übrigens nicht erforderlich, daß die Wirkung des Heizwiderstands (R) auf die Widerstände (R1,R2) gleichartig ist; unter der Voraussetzung, daß man jederzeit die Brückenwiderstände so einstellen kann, daß das Gleichgewicht unter den Bedingungen der Bezugsdurchflußmenge - für die Menge Null - gehalten wird.
  • Da die Strömung sich durch ungleichmäßige Abkühlung der Eintrittskante (2a) und der Austrittskante (2b) des Profilteils (2) aufgrund der Abspaltung von Flüssigkeitsfäden nahe der Austrittskante auswirkt, entsteht an dieser Stelle eine Zone verhältnismäßiger Ruhe; hier kann die Messung des Ungleichgewichts der Brücke (abcd) mittels irrendeines geeigneten Anzeigegeräts erfolgen (in der Abbildung mit D bezeichnet), entweder zur Messung der Geschwindigkeit oder der Durohflußmenge dieser Strömung; das hierzu verwendete Gerät kann z B, der in Abt. 1 gezeigte Typ sein.
  • Der Rahmen der Erfindung wird dadurch nicht durchbrochen, daß der Heizwiderstand durch eine Kühlrohrschlange ersetzt wird, in welcher eine Kühlflüssigkeit umläuft, wobei dann die mittlere Temperatur des Elements (2) als Strömungshindernis auf eine Temperatur gebracht wird, die niedriger liegt als diejenige des Flüssigkeitsstroms,

Claims (9)

  1. PATENTANSPRUCH E 1) Methode zur Feststellung der Geschwindigkeit oder der Durchflußmen eines Flüssigkeitsstromes, dadurch gekennzeichnet;dä in dies@ Strom ein Widerstandselement eingesetzt wird, das geeignet ist, stromabwärts von seinem Standort eine Zone der Abspaltung von Flüssigkeitsfäden zu schaffen, wobei ferner im Innern des Flüssigkeitsstroms ein erstes thermosensitives Element so angeordnet ist, daß es mindestens teilweise in die Abspaltungszone hineinragt, während ein zweites thermosensitives Element mindestens teilweise außerhalb dieser Zone liegt; zur Bestimmung der Differenz der Wärmewirkungen, die von Flüssigkeitsstrom jeweils auf das erste bzw. das zweite thermosensitive Element ausgeübt werden, und zur Benutzung dieser Differenz als Maßstab für die Geschwindigkeit oder die Durchflußmenge des Flüssigkeitsstroms.
  2. 2Y Methode nach Anspruch 1), worin das Widerstandselement im Flüssigkeitsstrom eine Eintritts-und eine Austrittskante aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste thermosensitive Element nahe an der Austrittskante und das zweite thermosensitive Element nahe an der Eintrittskante angeordnet ist.
  3. 3) Me#methode nach Anspruch i), worin das Widerstandselement eine Austrittskante besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement auf eine mittlere Temperatur gebracht wird, die verschieden ist von derjenigen des Flüssigkeitsstroms, wobei das erste thermosensitive Element unmittelbar an der Austrittskante ang bracht wird.
  4. 4) Methode nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß als thermosensitive Elemente zwei elektrische Widerstände verwendet werden, die zu zwei benachbarten Abzweigen eines elektrischen Brückenstromkreises gehoren, wobei die Heizung durch zwei elektrische Heizdrähte erfolgt, die jeweils neben ihren Widerständen angebracht werden; der Brückenstromkreis wird auf einen Bezugswert der Durchflußmenge oder der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms ausgeglichen für jeden Wert, der zu messen ist , sowohl für die Geschwindigkeit wie für die Durchflußmenge , und der von dem Bezug wert abwoioht, wird der Widerstand mindestens eines dieser Abzweig des Brückenstromkreises eo angepaßt, daß das Gleichgewicht des letzteren wiederhergestellt wird; dieser Einstellung wird das Maß der Geschwindigkeit oder Durhflußmenge des Fiüssigkeitsstroms entnommen.
  5. 5) Methode nach Anspruch 4), dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Widerstands mindestens eines der benachbarten Abzweige des Brückenstromkreises indirekt erfolgt, und zwar durch Veränderung des Heizstroms in mindestens einem der Heizdrähte.
  6. 6) Gerät zur Bestimmung der Geschwindigkeit oder der Durchflußmenge eines Flüssigkeitsstroms, gekennzeichnet~ durch ein Strömungswiderstandselement von geeigneter Form, durch welches stromabwärts von diesem Element in der Strömung eine Zone der Abspaltung von Flüssigkeitsfäden erfolgt > ferner unter Verwendung eines ersten thermosensitiven Elements, das mindestens teilweise in die Abspaltungszone hineinragt und eines zweiten thermosensitiven Elements, das mindestens teilweise außerhalb der Abspaltungezone liegt, kombiniert mit einem Meßinstrument für die Differenz der Wärmewirkungen, die der Flüssigkeitsstrom jeweils auf das erste und auf das zweite thermosensitive Element hervorruft.
  7. 7) Gerät nach Anspruch 6), in welchem das Strömungswiderstandselement eine Eintrittskante und eine Austrittskante hat, dadurch gekennzeichnet, daß das erste thermosensitive Element nahe an der Austrittskante und das zweite thermosensitive Element nahe an der Eintrittskante angebracht ist.
  8. 8) Gerät nach Anspruch 6), worin das Strömungswiderstandselement eine Austrittskante aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Vorrichtung ausgerüstet ist, welche die mittlere Temperatur des Elements auf einen von der Flüssigkeitstemperatur verschiedenen Wert bringt, wobei das erste thermosensitive Element sich im Innern des Hinderniselements unmittelbar an dessen Austrittskante befindet.
  9. 9) Gerät nach Anspruch 6), dadurch gekennzeichnet, daß die thermosensitiven Elemente aus elektrischen Widerständen bestehen, die zu einem elektrischen Brückenstromkreis gehören; und daß der das erste Element darstellende elektrische Widerstand in einer im wesentlichen sur Stromrichtung senkrechten Ausdehnung verl£ingert ist.
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