DE1907037B2 - Stroemungsmessgeraet zum messen der geschwindigkeit einer stroemung - Google Patents
Stroemungsmessgeraet zum messen der geschwindigkeit einer stroemungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Strömungsmeßgerät gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bekannt ist eine Anordnung (»The Aeronautical Quarterly, November 1965, Seite 350 bis 360«), bei
welcher eine flache Scheibe an dem stromabwärts gelegenen, flach gehaltenen Ende eines mit einer
gekrümmten Nase versehenen, zylindrischen Körpers angebracht wird, um den Widerstand des Körpers zu
reduzieren, wenn die Anordnung in einem Windtunnel bzw. Windkanal mit verhältnismäßig geringer Windgeschwindigkeit
eingesetzt wird. Der Widerstand kann dabei in Abhängigkeit vom axialen Abstand der Scheibe
vom zylindrischen Körper vergrößert oder verringert werden. Im Bereich hohen Widerstandes ist festzustellen,
daß die Strömung zwischen der Basis des Körpers und der Scheibe äußerst ungleichförmig ist und sich
durch ein Signal mit einer vorherrschenden Frequenz für einen bestimmten Wert der Strömungsgeschwindig-
j5 keit der Luft kennzeichnet.
Bei einer Analyse von Anordnungen vorgenannter Art wurde festgestellt, daß das Gerät unter Verwendung
des zylindrischen Körpers und der strömungsabwärts daran angeordneten Scheibe als Strömungsmeßgerät
Verwendung finden kann, mit welchem die Frequenz der beobachteten gleichförmigen Strömung zu messen
ist. Die festgestellte Frequenz wird dabei der Geschwindigkeit der Strömung zugeordnet. Unter Zugrundelegung
dieser Erkenntnis wurde ein der vorgenannten Anordnung vergleichbares Gerät geschaffen, welches
konzentrisch in ein Strömungsrohr so eingelegt wurde, daß die Nase stromaufwärts zu liegen kam. Es wurden
Untersuchungen bezüglich der Charakteristiken der feststellbaren, sogenannten unsteten Strömung vorgenommen.
Im allgemeinen bekräftigen diese Untersuchungen die Beobachtungen des Verfassers des
vorgenannten Artikels hinsichtlich einer unsteten, schwingungsförmigen Strömung in der Nähe und
stromabwärts des Zwischenraumes zwischen der Basis des Körpers und der daran angeordneten Scheibe. Man
gelangte jedoch zur Erkenntnis, daß das abgefühlte Signal nicht stabil war insofern, als die Frequenz und die
Amplitude der bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten gemessenen Schwingungen nicht immer
μ angezeigt bzw. aufgenommen werden konnten; ganz
allgemein gesprochen, sie konnten in keine feste Beziehung zur Strömungsgeschwindigkeit gesetzt werden.
Es sind dabei zu viele nicht voraussehbare Veränderungen der Strouhal-Zahl über einem beträcht-
hi liehen Bereich der Reynolds-Zahl vorhanden. Meßergebnisse
der schwingenden Strömung konnten deshalb nicht praktisch verwertet werden, um das vorgenannte
Gerät als Strömungsmeßgerät einsetzen zu können.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Gerät der vorgenannten Art so auszubilden,
daß es als Strömungsmeßgerät frei von willkürlichen Schwingungs-Störungen eingesetzt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichn.:t sich durch r>
einen im Bereich stromaufwärts der Basis des Hinderniskörpers bis stromabwärts der Scheibe angebrachten
und zur Stabilisierung der Schwingungen beitragenden Stabilisierungskörper.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das ι ο Strömungsmeßgerät so aufgebaut, daß der Stabilisierungskörper
aus einem Bolzen besteht, welcher an der Oberfläche des Hinderniskörpers nahe dessen flacher
Basis befestigt ist und sich radial nach außen erstreckt, derart, daß die Achse des Bolzens mit einem Radius
zusammenfällt, welcher von der zentralen Längsachse nach außen projiziert ist. Die Anordnung kann auch so
beschaffen sein, daß der Stabilisierungskörper aus einer dünnen Rippe besteht, welche an der strömungsabwärts
liegenden Seite der Scheibe befestigt ist nd sich von 2u dieser Seite senkrecht erstreckt
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen
aufgeführt.
Das Strömungsmeßgerät eignet sich dazu, stabilisierte Schwingungen im stromabwärts gelegenen Nachstrom
zu erzeugen. Diese Schwingungen unterliegen nicht den genannten zufälligen Änderungen und
Schwankungen; dies wird erreicht, indem die schwingende Strömung in einer Ebene gehalten wird, die in jo
ihrer Winkellage bezüglich der Längsachse des Strömungsmeßgerätes fixiert bleibt Das Schwingungsbild ist somit ohne weiteres und jederzeit wiederhoibar
und kann einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit zugeordnet werden. Es wurde darüber hinaus festge- v,
stellt, daß die Strouhal-Zahl für die stabilisierte,
schwingende Strömung über einen beträchtlichen Bereich der Reynolds-Zahl konstant bleibt. Somit ist in
der durch das Strömungsmeßgerät erzeugten, stabilisierten und schwingenden Strömung innerhalb eines
beträchtlichen Geschwindigkeitsbereiches die Frequenz der Schwingung direkt proportional zur Geschwindigkeit
der Strömung. In einem derartigen Strömungsmeßgerät sind somit die Vorteile eines einfachen Aufbaues,
der Linearität, eines digitalen Ausganges, der Verwendung nicht bewegender Teile und eines sehr geringen
Druckgefälles durch einen verhältnismäßig kleinen Stabilisierungskörper verwirklicht.
Darüber hinau.·; ist lediglich ein einfacher und billiger
Fühler zur Frequenzanzeige und damit zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit erforderlich. Also können
ein herkömmliches Mikrofon und ein elektronischer Zähler verwendet werden, um die durch das Strömungsmeßgerät erzeugten, stabilisierten Schwingungen in
Form starker Signale zu messen bzw. aufzuzeichnen. Da die Ebene der stabilisierten Schwingungen im wesentlichen
in ihrer Winkellage bezüglich der projizierten Längsachse des Hinderniskörpers fixiert bleibt, kann
der Fühler oder Sensor in derjenigen Lage fixiert werden, in welcher er die maximale Amplitude der
Schwingungen abzufühlen vermag.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
F i g. 1 der Zeichnungen ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines bekannten Gerätes, welches nach tn
erfindungsgemäßer Weiterentwicklung als Strömungsmesser eingesetzt werden kann.
F i g. 2 ist eine Schnittansicht von Linie 2-2 in F i g. 1.
Fi g. 3 ist eine perspektivische Ansicht der wesentlichen
Bauteile der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, mit welcher unstabile, stromabwärts liegende Schwingungen
erzeugt werden.
Fig.4 ist eine Perspektivansicht der in Fig. 3 dargestellten, jedoch erfindungsgemäß weiterentwikkelten
Vorrichtung zur Erzielung stabilisierter Schwin gungen.
Fig. 5 ist eine Perspektivansicbt der in Fig. 3
dargestellten, auf eine zweite Weise weiterentwickelten Vorrichtung zur Erzeugung stabilisierter Schwingungen.
Fig. 6 ist eine Perspektivansicht der in Fig. 3 dargestellten, auf eine dritte Weise weiterentwickelten
Vorrichtung zur Erzeugung stabilisierter Schwingungen.
Fig. 7 ist eine Perspel.üvansicht der in Fig. 3
dargestellten, auf eine vierte Weise weiterentwickelten Vorrichtung zur Erzielung stabilisierter Schwingungen;
und
Fig. 8 is! eine teilweise geschnittene Perspektivansicht
eines geeignet angeordneten Sensors zur Messung der stabilisierten Schwingungen.
Das in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellte Gerät weist einen zylindrischen Körper 10 mit einer
gekrümmten Nase 12 und mit einer flachen Basis 14 am gegenüberliegenden Ende auf. An der Basis 14 ist eine
flache Scheibe 16 angeordnet Der Durchmesser »d« der Scheibe 16 ist geringer als der Durchmesser »Ζλ<
des zylindrischen Körpers 10. Die Mittellinie der Scheibe trifft mit der Längsachse des Körpers 10 zusammen; die
Scheibe ist im Abstand »x« von der Basis 14 vorgesehen.
Der Körper 10 und die daran angeordnete Scheibe 16 sind in der Mitte eines Rohres 18 mittels drei Paar
dünner Streben 20 angebracht, welche die Außenfläche des Körpers 10 mit der Innenwand des Rohres 18
verbinden. Wie sich aus der Zeichnung ergibt, sind die Streben jeden Paares in einer Ebene ausgerichtet,
welche durch die Längsachse des Körpers 10 verläuft. Die drei Ebenen der drei Paar miteinander ausgerichteter
Streben sind in einem Winkel von jeweils zueinander 120° vorgesehen. Die Nase 12 ist einer Strömungsquelle
(nicht dargestellt) zugewandt und liegt bezüglich der Strömung stromaufwärts. Die Scheibe 16 liegt bezüglich
der Strömung stromabwärts und liegt dem Auslaß 22 des Rohres 18 zugewandt. Die Längsachse des Körpers
10 ist im wesentlichen parallel zur axialen Strömungsrichtung innerhalb des Rohres 18. Nahe unterhalb des
Auslasses 22 befindet sich ein Mikrofon 24, dessen Ausgang an ein herkömmlich aufgebautes Meß- und
Anzeigegerät 26 angeschlossen ist Dieses Gerät analysiert und zeichnet die Druckunterschiede auf,
welche durch das Mikrofon 24 abgcfühlt bzw. wahrgenommen werden. Der Analysator und das
Aufzeichnungsgerät 26 können bekannte Ausführungsformen sein.
Wenn ein Medium wie Luft durch das Rohr 18 geleitet wird (Fig.3) trifft die Strömung auf die gekrümmte
Nase 12 des Körpers 10 auf und wird so unterteilt (siehe Pfeile 28), daß sie um das durch den Körper 10 gebildete
Hindernis strömt. Wenn die Strömung den Zwischenraum zwischen der Scheibe 16 und der flachen Basis 14
erreicht, wird sie unterbrochen bzw. gestört. Auf diese Weise entsteht ein stromabwärts befindlicher Wirbel, in
welchem die Strömung des Mediums eine Schwingungsbewegung entstehen läßt, wie sie durch die Pfeile 30 und
durch den Kurvenverlauf 32 dargestellt ist.
Bei jeder Strömungsgeschwindigkeit ist die durch die
in Fig.3 dargestellte Anordnung erzeugte Schwingungsbewegung unstabil insofern, als die Ebene der
Schwingungsbewegung nicht fixiert bleibt und stattdessen sich um die projizierte Längsachse 34 des Rohres
dreht, wie durch die Pfeile 36 angezeigt ist. Die Verdrehung der Schwingungsebene ist im voraus nicht
bestimmbar, sowohl was die Größe bzw. den Ausschlag als auch die Winkelrichtung bei beliebiger Geschwindigkeit oder bei beliebigem Geschwindigkeitswechsel
betrifft. Das bedeutet, daß das Mikrofon 24 zeitweise starke Druckwechsel von gemessener Frequenz und
Amplitude und zu anderen Zeitpunkten willkürliche Veränderungen der gemessenen Amplitude und Frequenz der Schwingung, bisweilen sogar eine Löschung
der Frequenz und der Amplitude bis zum Rauschen feststellt. Die durch das Mikrofon aufgenommenen
Signale können deshalb der Geschwindigkeit der Hauptströmung innerhalb des Rohres 18 nicht zugeordnet werden; die in Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen
dargestellte Vorrichtung ist deshalb als Strömungsmesser praktisch nicht verwendbar.
In F i g. 4 der Zeichnungen ist eine erfindungsgemäße
Weiterentwicklung der in F i g. 1 bis 3 der Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen dargestellt. Diese Vorrichtung weist einen kleinen, zylindrischen Bolzen 38 auf,
welche nahe der flachen Basis 14 an der Außenfläche des Körpers 10 angeordnet ist. Die Längsachse der
Stange bzw. des Bolzens 38 trifft mit einem Radius zusammen, welcher von der zentralen Längsachse des
Körpers 10 nach außen projiziert ist. Der Bolzen 38 stellt ein weiteres Hindernis für die Strömung an der
Außenseite des Körpers dar und unterteilt die Strömung, bevor diese den Zwischenraum »x« zwischen
der Basis 14 und der Scheibe 16 erreicht.
Durch die zusätzliche Verwendung des Bolzens 38 wird die Schwingungsbewegung der Strömung in dem
stromabwärtsliegenden Nachstrom, wie er durch die Linie 32 dargestellt ist, in einer feststehenden Ebene
stabilisiert; diese liegt senkrecht zu einer Ebene, welche mit der Längsachse des Bolzens bzw. der Stange
zusammenfällt. Das Mikrofon 24 fühlt deshalb stabilisierte Schwingungen großer Amplitude und gleichförmiger Frequenz bei jeder Geschwindigkeit im Bereich
der Reynolds-Zahl von etwa 104 bis 105 ab. Die Frequenz
der stabilisierten, durch das Mikrofon abgefühlten Schwingungen steht in direkter Beziehung zur Axialgeschwindigkeit der Hauptströmung innerhalb des Rohres
18. Die Geschwindigkeit der Strömung kann deshalb mit hoher Präzision innerhalb des oben angegebenen
Bereiches gemessen werden.
Eine weitere Nachprüfung der stabilisierten Lage der schwingenden Strömung in dem stromabwärts gelegenen Strom wird erzielt, indem zwei Streifen 40 eines
flexiblen Materials am AuslaBende 22 der Scheibe 16 an den gegenüberliegenden Enden eines Durchmessers
angebracht werden, welcher senkrecht zur durch die Längsachse des Bolzens 38 verlaufende Ebene steht.
Wenn die Streifen 40 aus flexiblem Material mit einem stroboskopisch pulsierenden Licht bestrahlt werden,
kann bei Strömung im Rohr 18 beobachtet werden, daß eo
die Streifen 40 synchron in der sie verbindenden Durchmesserebene vorwärts und rückwärts flattern
wobei einer der Streifen 40 in von der Mittellinie des Rohres abgewandter Richtung zeigt, während der
andere Strang in Richtung der Mittellinie des Rohres f.i
ausgerichtet ist (F i g. 4). Die Streifen kehren alternierend ihre Lage im Synchronablauf um, so daß der erste
Streifen in Richtung der Mittellinie des Rohres
ausgerichtet ist, während der zweite in von der
Mittellinie des Rohres abgewandter Richtung zu liegen kommt. So werden die Schwingungen in einer Ebene
stabilisiert, welche senkrecht zur Längsachse des Bolzens 38 liegt. Diese stabilisierte Lage wird durch den
Bolzen innerhalb des oben genannten Geschwindigkeitsbereiches der Strömung aufrechterhalten. Da die
Amplitude und Frequenz der stabilisierten Schwingungen ohne weiteres durch Mikrofone odei durch andere
Sensoren abgefühlt werden können, und da die Frequenz der Schwingungen sich direkt mit der
Strömungsgeschwindigkeit des Hauptstromes innerhalb des Rohres 18 ändert, ist in der in Fig.4 der
Zeichnungen dargestellten Vorrichtung ein sehr genau messender Strömungsmesser verwirklicht.
In F i g. 5 der Zeichnungen ist eine zweite Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist
eine halbkreisförmige Rippe 42 an der stromabwärtsliegenden Seite der Scheibe 16 entlang eines der
Scheibendurchmesser angebracht Obwohl mit Hilfe der Rippe 42 das strömende Medium nicht aufgeteilt wird,
bevor die Strömung den Zwischenraum »x« zwischen der Basis 14 und der Scheibe 16 erreicht, ist sie trotzdem
äußerst wirksam, um die schwingende Strömung in dem stromabwärts liegenden Strom in einer fixierten Ebene
zu stabilisieren, welche mit der Ebene der Rippe zusammenfällt bzw. parallel zu dieser ist Auch bei
dieser Ausführungsform können mit Hilfe des Mikrofons 24 die Frequenz und die Amplitude der
Schwingungsbewegung in einer genau bestimm- und vorhersehbaren Weise angezeigt werden, d. h. ohne
willkürliche Veränderungen und Schwankungen, welche mit der in Fig.3 dargestellten Anordnung in Kauf
genommen werden müssen.
In Fig.6 der Zeichnungen ist eine dritte Ausführungsform dargestellt Wie sich aus Fig.6 der
Zeichnungen ergibt, unterteilt eine dünne Platte 44 den durch den Umfang und die einander gegenüberliegenden Flächen von Basis und Scheibe gebildeten
Zwischenraum in zwei Hälften. Die Platte 44 ist entlang eines Durchmessers der Basis 14 und der Scheibe 16,
welche in gemeinsamer Ebene liegen, angebracht Die Platte 44 unterteilt den Zwischenraum zwischen Basis
14 und Scheibe 16 in zwei symmetrische Hälften; mit Hilfe der Scheibe wird die schwingende Strömung im
stromabwärtsliegenden Strom in einer feststehenden Ebene stabilisiert, welche mit der Platte 44 zusammenfällt bzw. parallel zu dieser ist, wie durch die Spur 32
dargestellt ist Auch bei dieser Ausführungsform werden die stabilisierten Schwingungen über dem gesamten
Geschwindigkeitsbereich der oben beschriebenen Art beibehalten. Mit Hilfe des Mikrofons 24 können deshalb
sowohl die Amplitude als auch die Frequenz der Schwingungen bei jeder gegebenen Geschwindigkeit
und die Frequenzänderungen der Schwingungen bei einem Wechsel der Strömungsgeschwindigkeit gemessen werden.
In F i g. 7 der Zeichnungen ist eine vierte Ausführungsform dargestellt Ein großer, flacher End- bzw.
Leitkörper 46 ist an der stromabwirtsliegenden Seite der Scheibe 16 entlang eines Durchmessers dieser
Scheibe angebracht Der Leitkörper 46 erstreckt sich über den Durchmesser der Scheibe hinaus bis zur
innenwand des Rohres 18 und erstreckt sich gleichfalls über das AuslaBende 22 des Rohres. Der Leitkörper 46
unterteilt infolgedessen die gesamte, bezüglich der Scheibe 16 stromabwärtsliegende Strömung in zwei
symmetrische Strömungsteile, welche je für sich durch
den halbrunden Zwischenraum verlaufen, welche jeweils durch eine Seite des Leitkörpers 46 und durch
die gegenüberliegende Innenwand des Rohres 18 gebildet werden. Bei dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die stromabwärts des
Zwischenbereiches »x« zwischen Basis 14 und Scheibe
16 liegende Strömung in einer fixierten Ebene stabilisiert, welche mit der Ebene des Leitkörpers 46
zusammenfällt bzw. parallel zu dieser ist. Auch in diesem Fall wird das Mikrofon verwendet, um die Frequenz und
die Amplitude der Strömungsschwingungen für eine gegebene Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des
Rohres 18 anzuzeigen.
Das Verhältnis des Durchmessers der Scheibe zum Durchmesser des Körpers, d.h. dl D, hat eine Auswirkung
auf die stabilisierte Schwingungsbewegung in den verschiedenen Ausführungsformen des Strömungsmeßgerätes.
Diese Auswirkung verändert sich je nach der besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Bauelementes zur Unterteilung der Strömung, um die Schwingungen zu stabilisieren. Im allgemeinen sollte
der Wert dl Dim Bereich von 0,6 bis 0,8 liegen.
Auch das Verhältnis des Abstandes »x« zum Durchmesser des Körpers D, d. h. xlD hat einen Einfluß
auf die stabilisierten Schwingungen des Strömungsmeßgerätes. Die Auswirkung des xlD-Verhältnisses ändert
sich weiterhin je nach der besonderen Ausgestaltung des zur Unterteilung der Strömung dienenden Bauelementes
und je nach dem zugrundegelegten dlD-Verhältnis.
Gewöhnlich sollte der Wert xlD im Bereich von
etwa 0,28 bis etwa 0,6 liegen.
Die genannten Bestimmungsgrößen sind nicht inso weit wesentlich und von Bedeutung als außerhalb diesel
Werte keine stabilisierten Schwingungen zu erzieler wären. Indessen dienen die oben genannten Verhältniszahlen
als Richtwerte, innerhalb welcher die bester Resultate bezüglich der meßbaren Amplitude der
stabiliserten Schwingungen zu erzielen sind. Wenn alle anderen Größen gleich sind, ist es vorteilhafter, die
Amplitude der stabilisierten Schwingungen bei einer gegebenen Geschwindigkeit und Frequenz maximal zu
gestalten, um die größte Differenz zwischen der Signalamplitude und dem durch den Sensor abgefühlten
Grundgeräusch zu erzielen. Um diese möglichst große Differenz zu erreichen sollten die zuvor genannten
Verhältniswerte dlDund x/Dgewahrt bleiben.
In Fig.8 der Zeichnungen ist die Befestigung eines
Sensors 4-8 in der Wand des Rohres 18 dargestellt. Der Sensor ist in eine Gewindebohrung der Bohrwandung
an einem passenden Punkt stromabwärts des in F i g. 4-7 dargestellten Strömungsmeßgerätes eingeschraubt. Der
Sensor 48 weist ein Fühlerelement 50 auf, welches in der Bahn der durch das Strömungsmeßgerät erzeugten
Strömungsschwingungen ausgerichtet ist. Das Fühlerelement 50 kann so ausgelegt sein, daß es auf durch die
Schwingungen hervorgerufene Druck- und Temperaturunterschiede anspricht. Das Element 50 kann
beispielsweise ein Membran-Wandler oder ein piezoelektrischer Wandler sein, um die Dmckunterschiede
abzufühlen. Das Element 50 kann auch als Thermistor oder als Thermoelement ausgebildet sein, um Temperaturunterschiede
abzufühlen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Strömungsmeßgerät zum Messen der Geschwindigkeit einer Strömung, mit einem Schwingungserzeuger,
bestehend aus einem in der Strömung befindlichen länglichen und zylindrischen Hinderniskörper, an dessen strömungsabwärts liegendem
Ende unter Abstand zu diesem eine Scheibe befestigt ist, derart, daß die Längsachsen des
Hinderniskörpers und der Scheibe einander decken und parallel zur Längsrichtung der Strömung liegen,
wobei der Durchmesser der senkrecht zur Längsachse verlaufenden Scheibe und somit die Fläche
derselben kleiner ist als der Durchmesser des Hinderniskörpers und somit dessen Fläche am
strömungsabwärts befindlichen Ende, und mit einem strömungsabwärts der Scheibe vorgesehenen und
auf die Frequenz der durch den Hinderniskörper erzeugten Schwingungen ansprechenden Fühler,
gekennzeichnet durch einen im Bereich stromaufwärts der Basis (14) des Hinderniskörpers
(10) bis stromabwärts der Scheibe (16) angebrachten und zur Stabilisierung der Schwingungen beitragenden
Stabilisierungskörper (38,42,44).
2. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungskörper aus
einem Bolzen (38) besteht, welcher an der Oberfläche des Hinderniskörpers (10) nahe dessen flacher
Basis (14) befestigt ist und sich radial nach außen erstreckt, derart, daß die Achse des Bolzens mit
einem Radius zusammenfällt, welcher von der zentralen Längsachse nach außen projiziert ist.
3. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungskörper aus
einer dünnen Rippe (42) besteht, welche an der strömungsabwärts liegenden Seite der Scheibe (16)
befestigt ist und sich von dieser Seite senkrecht erstreckt.
4. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (42) entlang des
Scheibendurchmessers angebracht ist \jnd an den gegenüberliegenden Enden des Durchmessers endet,
und daß die Rippe zwischen den beiden Endpunkten an ihrem nach außen sich erstreckenden Umfang
gleichmäßig gekrümmt ist.
5. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe in Form eines
plattenförmigen Leitkörpers (46) entlang des Durchmessers der Scheibe angeordnet ist und sich über die
gegenüberliegenden Enden des Scheibendurchmessers erstreckt.
6. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Leitkörper (46) über
die gegenüberliegenden Enden des Durchmessers der Scheibe bis zu den einander gegenüberliegenden
Punkten an der Innenseite eines das Strömungsmeßgerät aufnehmenden Leitungskörpers erstreckt.
7. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungskörper aus
einer dünnen Platte (44) besteht, welche sowohl an der flachen Basis (14) als auch an der strömungsaufwärts
liegenden Seite der Scheibe (16) befestigt ist, derart, daß sich die Platte durch die projizierte
Längsachse des Hinderniskörpers (10) erstreckt, wobei der Umfang der Platte durch den Übergang
vom Hinderniskörper zur Scheibe gebildet ist.
8. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Hinderniskörper
(10) ε η seinem strömungsaufwärts befindlichen Ende eine gekrümmte Nase (12) aufweist, und daß
das entgegengesetzte Ende des Hinderniskörpers in einer Ebene senkrecht zur Längsachse verlaufend
als flache Basis (14) besteht.
9. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Scheibendurchmessers
zum Durchmesser des Hinderniskörpers im Bereich von etwa 0,6 - 0,8 liegt, und daß das
Verhältnis des Abstandes zwischen Hinderniskörper und Scheibe zum Durchmesser des Hinderniskörpers
im Bereich von etwa 0,28 - 0,6 liegt.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2415583A1 (de) * | 1973-04-26 | 1974-11-21 | Fischer & Porter Gmbh | Stroemungsgeschwindigkeitsmessvorrichtung nach dem prinzip der karman'schen wirbelstrasse |
DE3239126A1 (de) * | 1981-10-26 | 1983-05-11 | Ford-Werke AG, 5000 Köln | Stroemungsmesser fuer fluide |
DE102018119805A1 (de) * | 2018-08-15 | 2020-02-20 | SIKA Dr. Siebert & Kühn GmbH & Co. KG | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids in einem Hohlkörper |
Families Citing this family (10)
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---|---|---|---|---|
JPS5349420Y2 (de) * | 1972-09-06 | 1978-11-27 | ||
US4033189A (en) * | 1976-03-26 | 1977-07-05 | Fischer & Porter Co. | External-sensor vortex-type flowmeter |
US4770035A (en) * | 1987-01-15 | 1988-09-13 | Tek-Air Systems, Inc. | Airflow measurement utilizing vortex shedding |
GB8915994D0 (en) * | 1989-07-12 | 1989-08-31 | Schlumberger Ind Ltd | Vortex flowmeters |
FR2671877B1 (fr) * | 1991-01-22 | 1993-12-03 | Centre Nal Recherc Scientifique | Procede et dispositif de mesure de vitesse d'ecoulement instationnaire. |
US7811237B2 (en) | 2006-09-08 | 2010-10-12 | University Of Vermont And State Agricultural College | Systems for and methods of assessing urinary flow rate via sound analysis |
US7758519B2 (en) | 2006-09-08 | 2010-07-20 | University Of Vermont And State Agriculture College | Systems for and methods of assessing lower urinary tract function via sound analysis |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2415583A1 (de) * | 1973-04-26 | 1974-11-21 | Fischer & Porter Gmbh | Stroemungsgeschwindigkeitsmessvorrichtung nach dem prinzip der karman'schen wirbelstrasse |
DE3239126A1 (de) * | 1981-10-26 | 1983-05-11 | Ford-Werke AG, 5000 Köln | Stroemungsmesser fuer fluide |
DE102018119805A1 (de) * | 2018-08-15 | 2020-02-20 | SIKA Dr. Siebert & Kühn GmbH & Co. KG | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids in einem Hohlkörper |
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