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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Der Brückenstromkreis wird für eine bestimmte Flüssigkeitsgeschwindigkeit
ausgeglichen; diese Bezugsgeschwindigkeit kann gleich Null sein.
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Bei Schwankungen der Stromgeschwindigkeit kommt der Brückenstromkreis
aufgrund der unregelmäßigen Variationen der jeweils durch dem Flüssigkeitsstrom
nahe den Widerständen mitgeführten Wärmcströme aus dem Gleichgewicht.
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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.
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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.
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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.
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In Abb.1, der schematiscllen Darstellung einer ersten Ausführungsart
der Erfindung, bezeichnet (1) die strömende Flüssigkeit, deren Geschwindigkeit oder
Durchflußmenge gemessen werden sollen.
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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).
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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).
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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.
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Der niedrige@e Wert des Temperaturkoeffizienten dieser Platinwiderstände
kann durch eine entsprechende Verstärkung ausgeglichen werden, unter Beriicksichtigung
der hohen Stabilität dieser Widerstände.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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Sobald die Brücke im Gleichgewicht ist, bleibt der Rotor (10) stehen;
der Erregerstrom im Motor (m) ist dann gleich Null.
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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.
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Erhöht sich der Strom, eo nähert sich der Rotor dem Punkt (a).
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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.
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Ein solches Konstruktionsbeispiel der Erfindung liefert eine analoge
Darstellung der gemessenen Größe, d.h. der Durchflußgeschwindigkeit oder der Durchflußmenge.
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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.
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In beiden Abbildungen werden die gleichen Bezeichnungen für die gemeinsamen
Elemente beider Darstellungsarten verwendet.
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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).
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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-.
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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.
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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).
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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).
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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.
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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.
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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.
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Die Ablesung der Geschwindigkeit oder der Durchflußmenge dieser Strömung
kann dann unmittelbar am Differentialzähler (22) erfolgen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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,