DE1773740C3

DE1773740C3 - Staudruck-Meßumformer

Info

Publication number: DE1773740C3
Application number: DE19681773740
Authority: DE
Inventors: Willy Prof. Dr.-Ing. 7303 Neuhausen Neuerburg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-07-01
Filing date: 1968-07-01
Publication date: 1975-01-02
Also published as: DE1773740A1; DE1773740B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Staudruck-Meßumformer mit Staurohr in Verbindung mit einem elek-Irischen Meßverstärker zur Bestimmung des dynamischen Drucks einer Strömung, insbesondere einer Gasströmung.

Es ist bereits bekannt, zum Zwecke der Druckmessung Dehnungsmeßstreifen auf Blattfedern anzubringen und zur Temperaturkompensation in einer Wheatstoneschen Brücke anzuordnen. Weiterhin ist ein Gerät der genannten Art bekannt, das zur Aufnähme des zu messenden Drucks mit einem federnden Element ausgerüstet ist, das als Membran ausgebildet ist (britische Patentschrift 10 33 432) und mit gespannten Meßdrähten zusammenarbeitet. Die dort verwendete Temperaturkompensation macht ein thermostatisch geregeltes Gehäuse erforderlich. Der dafür notwendige konstruktive Aufwand ist aber sehr groß, was als besonderer Nachteil zu werten ist. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil zu beseitigen und eine einfache und trotzdem empfindliche Konstruktion zu erstellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine einseitig eingespannte Blattfeder vorgesehen ist, die von dem dynamischen Druck als Eingangsgröße des Meßumformers beaufschlagt ist und auf der Dehnungsmeßstreifen angebracht sind, von denen zwei in Längsrichtung der Blattfeder angebrachte Oberflächendchnung aufnehmen, während zwei in Querrichtung angebrachte in Zusammenhang mit den ersteren zur Temperatur-Kompensation in einer Brückensciialtung zusammengeschaltet sind.

Der mit der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik erzielte Vorteil besteht darin, daß auf einfachste Weise eine Temperaturkompensation möglich wird. ;

Alle vier Dehnungsmeßstreifen sind in einer Wheatstoneschen Brücke so geschaltet, daß der elektrische Strom in der Brückcndiagonalen von einem elektrischen Meßverstärker aufgenommen werden kann.

Weitere die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. So kann die Blattfeder im Staurohr auf der vorderen Anströmseitc durch den gesamten Druck und auf der Rückseite über Druckbohrungen durch den statischen Druck einer Strömung beaufschlagt werden. Weiterhin kann der dynamische Druck einer Strömung von einer Stauscheibe in einem Staurohr abgenommen und auf die Blattfeder übertragen werden. Die vordere Anströmseite kann gegen die Rückseite der Blattfeder oder der Stauscheibe abgedichtet sein.

Für eine stabile Nullage des Meßumformers ist es zweckmäßig, daß der dynamische Druck der Strömung auf zwei gegeneinander vorgespannte Federn wirkt, wobei die Blattfeder mittels einer zweiten Feder über einen Faden vorgespannt ist.

Die Erfindung wird nachstehend an drei Ausführungsbeispielen erläutert. In den F i g. 1 bis 3 wird ein Staudruck-Meßumformer für kleine Abmessungen dargestellt, bei dem der dynamische Druck auf eine Blattfeder wirkt. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt nach Linie Il-II in Fig.?.,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 1-1 in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie I1I-1II in Fig. 2.

In den F i g. 4 und 5 wird ein Staudruck-Meßumformer für größere Abmessungen dargestellt, bei dem der dynamische Druck auf eine Stauscheibe wirkt, die mit einem Faltenbalg abgedichtet und über einen Bolzen mit der Blattfeder verbunden ist. Es zeigt

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 5 und

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig.4.

In der Fig. 6 wird die Anordnung der beiden, gegenseitig vorgespannten Federn dargestellt, die über einen Faden verbunden sind. Es zeigen

F i g. 7 und 8 die Federcharakteristiken der Einzelfedern und

F i g. 9 die Überlagerung der Federcharakteristiken für die beiden, gegenseitig vorgespannten Federn.

Die rechteckige Blattfeder 1 mit zwei über der Einspannstelle aufgeklebten Paaren von Dehnungsmeßstreifen 2 ist mit dem unteren Ende im Schaft 5 des Staurohrs 3 einseitig eingespannt. Das Staurohr 3 umschließt die Blattfeder 1 derart, daß eine Teilfläche am oberen, vorderen Ende der Blattfeder 1 vom Gesamtdruck in der Anströmrichtung w und auf der Rückseite vom statischen Druck der anliegenden Strömung beaufschlagt wird. Der statische Druck wird über eine oder mehrere Druckbohrun-

gen 4 abgenommen und auf die Blatlfeder-Rückseiie geleitet.

Durch den Schaft 5 werden die e'ektrischen Verbindungsleitungen zwischen dem nicht dargestellten Meßverstärker und den zwei Paaren von Dehnungsmeßstreifen 2 geführt. Bei kleinen Ausführungen des Staurohrs 3 bildet der enge Spalt zwischen der Blattfeder 1 und dem Innenraum des Staurohrs 3 eine genügende Abdichtung zwischen dem gesamten Druck auf der Vorderseite und dem statischen Druck auf der Rückseite der Blattfeder I.

Bei größeren Bauausführungen nimmt die Stauscheibe 6 den dynamischen Druck der Strömung ab. Vorder- und Rückseite der Stauscheibe 6 sind mit einem Faltenbalg 7 gegenüber der Innenwand des Staurohrs 3 abgedichtet. Die Stauscheibe 6 ist übet einen Bolzen 8 mit der Blattfeder 1 verbunden. Zur Dämpfung von Blattfeder-Schwingungen wird der Raum hinter der Stauscheibe 6 mit Dämpfungsöl gefüllt.

Die Meß-Blattfeder 1 α ist über den Bolzen 8 mit der Stauscheibe 6 verbunden und über den Faden 9 mit der Blattfeder Ib vorgespannt Auf die Meß-Blattfeder 1 α sind zwei Paar Dehnungsmeßstreifen 2 aufgeklebt. F i g. 7 und 8 sind die Federcharakteristiken F₁₁ = f(s_a) und F₁₁= f{f_b) der Blattfedern la und Ib. F i g. 9 ist die Aufsummation beider Federcharakicristiken F₁₁+F_h = F_c = f (s_c).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Staudruck-Meßumformer mit Staurohr in Verbindung mit einem elektrischen Meßverstärker zur Bestimmung des dynamischen Drucks einer Strömung, insbesondere einer Gasströmung. dadurch gekennzeichnet, daß eine einseitig eingespannte Blattfeder (1) vorgesehen ist. die von dem dynamischen Druck als Eingangsgröße des Mcß'umformers beaufschlagt ist und auf der Dehnungsmeßstreifen (2) angebracht sind.; ^; von denen zwei in Längsrichtung der Blattfeder angebrachte ihre Oberflächendehnung aufnehmen, während zwei in QueTichtUiig angebrachte im Zusammenhang mit den ersteren zur Temperatur-Kompensation in einer Brückenschaltung zusammen«eschaltet sind.

2. Staudruck-Meßumformer nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (1) im Staurohr (3) auf der vorderen Anströmseite durch den gesamten Druck und auf der Rückseite über Druckbohrungen (4) durch den statisehen Druck einer Strömung (w) beaufschlagt wird. "

3. Staudruck-Meßumformer nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der dynamische Druck einer Strömung (w) von einer Stauscheibe (6) in einem Staurohr (3) abgenommen und auf die Blattfeder (1) übertragen wird.

4. Staudruck-Meßumformer nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Anströmseite" gegen die Rückseite der Blattfeder (1) oder der Stauscheibe (6) abgedichtet ist.

5. Staudruck-Meßumformer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dynamische Druck der Strömung (h-) aaif zwei gegeneinander vorgespannte Federn (1 α und 1 b) wirkt.

40