DE19724351A1 - Vorrichtung zum Messen des Geschwindigkeitsprofils eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids - Google Patents
Vorrichtung zum Messen des Geschwindigkeitsprofils eines in einer Rohrleitung strömenden FluidsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mes
sen des Geschwindigkeitsprofils eines in einer Rohrleitung
strömenden Fluids.
Fluide wie Rohöl oder Erdgas werden häufig in Hochdruck-Pipelines
transportiert. Beim Verkauf solcher Fluide muß
ihre Menge an Übergabepunkten möglichst genau bestimmt wer
den. Dazu werden geeignete Zähler in den Pipelines einge
setzt, die die Menge des durchströmenden Fluids bestimmen
sollen.
Die Mengenbestimmung muß in der Regel in turbulenter
Strömung durchgeführt werden, da aufgrund der relativ hohen
Strömungsgeschwindigkeiten (bis 40 m/s) und der großen
Durchmesser der Rohrleitungen Reynolds-Zahlen vorliegen, die
größer als die kritische Reynolds-Zahl von ca. 2000 sind. Ab
dieser Reynolds-Zahl geht eine Rohrströmung von einem la
minaren in einen turbulenten Strömungszustand über.
Für eine genaue Mengenbestimmung werden die Zähler in
langen, geraden Rohrleitungsabschnitten kalibriert, in denen
sich eine sogenannte vollausgebildete turbulente Strömung
eingestellt hat. Hinter Rohrbauteilen wie Krümmern, T-Stüc
ken, Ventilen u.ä. findet man allerdings Geschwindigkeits
profile, die stark vom vollausgebildeten Zustand abweichen;
dieser stellt sich erst in einer gewissen Entfernung von den
Rohrbauteilen wieder ein. Werden die Zähler in Rohrleitungs
abschnitten in der Nähe von störenden Rohrbauteilen einge
setzt, so kann es zu Fehlbestimmungen der übergebenen Fluid
menge kommen.
Um das Ausmaß der Fehlbestimmung quantifizieren zu kön
nen, muß das Geschwindigkeitsprofil des strömenden Fluids am
Ort der Mengenzählung möglichst genau bekannt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich
tung zum Messen des Geschwindigkeitsprofils eines in einer
Rohrleitung strömenden Fluids anzugeben, die mit hoher Ge
nauigkeit arbeitet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die gattungsgemäße Vor
richtung dadurch gekennzeichnet, daß
daß ein Gehäuse als Rohrabschnitt fluiddicht in die Rohrleitung eingefügt ist;
daß ein Innenrohr im Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei der Durchmesser des Innenrohrs im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Rohrleitung ist und seine Achse im wesent lichen mit der Achse der Rohrleitung zusammenfällt;
daß eine Führung mit dem drehbaren Innenrohr verbunden ist, wobei die Führung im wesentlichen gegen die Achse der Rohrleitung gerichtet ist;
daß ein Schlitten auf der Führung in radialer Richtung verschiebbar ist; und
daß eine Sonde mit dem Schlitten zum Bestimmen des Be trags und der Richtung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids in einer Mehrzahl von Meßpunkten verbunden ist.
daß ein Gehäuse als Rohrabschnitt fluiddicht in die Rohrleitung eingefügt ist;
daß ein Innenrohr im Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei der Durchmesser des Innenrohrs im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Rohrleitung ist und seine Achse im wesent lichen mit der Achse der Rohrleitung zusammenfällt;
daß eine Führung mit dem drehbaren Innenrohr verbunden ist, wobei die Führung im wesentlichen gegen die Achse der Rohrleitung gerichtet ist;
daß ein Schlitten auf der Führung in radialer Richtung verschiebbar ist; und
daß eine Sonde mit dem Schlitten zum Bestimmen des Be trags und der Richtung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids in einer Mehrzahl von Meßpunkten verbunden ist.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es mög
lich, durch Drehen des Innenrohrs und Verschieben der Sonde
entlang der Führung eine Mehrzahl einzelner Meßpunkte im
Rohrleitungsquerschnitt anzusteuern und durch ein Bestimmen
des Betrags und der Richtung der Strömungsgeschwindigkeit an
den jeweiligen Meßpunkten das Geschwindigkeitsprofil in der
Rohrleitung abzutasten.
Vorteilhafterweise ist die Führung derart ausgebildet,
daß die Sonde in radialer Richtung etwa vom Innenumfang des
Innenrohres aus mindestens bis zur Achse der Rohrleitung be
wegbar ist. Dadurch kann im wesentlichen der gesamte innere
Bereich um die Achse der Rohrleitung herum abgetastet wer
den.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist
die Sonde über einen Sondenhalter mit dem Schlitten verbun
den. Der Sondenhalter ist so ausgebildet, daß die Sonde
stromauf des Schlittens in die Strömung hineinragt. Dadurch
wird die Geschwindigkeit an dem Ort, an dem sie durch die
Sonde bestimmt wird, nicht durch Rückstau von der Vorrich
tung oder ähnliche Effekte beeinflußt.
Um die stromauf des Gehäuses gelegene Sonde in einfacher
Weise austauschen zu können, ist stromauf des Gehäuses zwi
schen diesem und der Rohrleitung ein Rohrabschnitt einge
fügt, der in Höhe der Sonde einen Deckel aufweist, durch den
die Sonde zugänglich ist. Ferner ist der Sondenhalter in
seiner Länge verstellbar, so daß die Sonde von ihrer Ar
beitsposition aus entlang der Achse der Rohrleitung strom
abwärts derart bewegt werden kann, daß sie unter dem Deckel
zu liegen kommt.
Vorzugsweise ist die Sonde als Drucksonde, elektrische
Heißfilmsonde oder elektrische Hitzdrahtsonde ausgebildet.
Die Drucksignale können über hochdruckfeste Druckmeßschläu
che nach außen geführt und von geeigneten Druckaufnehmern
verarbeitet werden. Vorteilhafter allerdings kann es sein,
mit elektrischen Drucksonden zu arbeiten. Um in möglichst
einfacher Weise den Betrag der jeweiligen Strömungsgeschwin
digkeit des Fluids sowie dessen dreidimensionalen Rich
tungsvektor bestimmen zu können, ist die Heißfilm- und/oder
Hitzdrahtsonde in Form einer Tri-Axial-Sonde oder Kreuz
drahtsonde ausgebildet. Bei Verwendung einer Drucksonde wird
die Form einer 5-Loch-Sonde gewählt, wobei allerdings auch
andere Sondentypen in Frage kommen, sofern ein entsprechender
Informationsverlust hingenommen werden kann. Die Form dieser
Sonden ermöglicht eine momentane Bestimmung des Betrags und
des dreidimensionalen Richtungsvektors der Strömungsge
schwindigkeit des Fluids. Hitzdraht- oder Heißfilmsonden
erlaubt sie, die Schwankung der Strömungsgeschwindigkeit im
turbulenten Zustand zu bestimmen und pulsierende Strömungs
zustände zu identifizieren.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird das drehbare
Innenrohr durch einen mit dem Gehäuse verbundenen, elek
trisch angetriebenen ersten Schrittmotor gedreht. Dieser
Schrittmotor ist zwischen dem Innenrohr und dem Gehäuse an
geordnet. Zum Drehen des Innenrohrs treibt er eine auf dem
Innenrohr befestigte Zahnscheibe an. Zum Verschieben des
Schlittens wird ferner vorgeschlagen einen mit dem Innenrohr
verbundenen, elektrisch angetriebenen zweiten Schrittmotor
vorzusehen. Der zweite Schrittmotor treibt einen am Schlit
ten angreifenden Zahnriemen an. Beide Schrittmotoren sind im
fluidgefüllten Raum zwischen dem Innenrohr und dem Gehäuse
angeordnet. Durch diese Anordnung werden z. B. Wellendurch
führungen vermieden, die dynamische Abdichtungen unter Hoch
druckbedingungen erforderlich machten. Ferner müssen die
Schrittmotoren nicht explosionsgeschützt sein, da sie voll
ständig von dem Fluid umgeben sind.
In einer besonders einfachen Konstruktion geschieht die
Stromversorgung der Schrittmotoren sowie der Sonde und die
Übertragung der Meßdaten der Sonde durch druckdichte Ader
leitungsdurchführungen. Dabei wird der erste Schrittmotor
durch Aderleitungsdurchführungen im Gehäuse versorgt. Zur
Übertragung der elektrischen Meßsignale der Sonde aus der
Rohrleitung in die Umgebung und zur Stromversorgung des
zweiten Schrittmotors wird stromab des Gehäuses zwischen
diesem und der Rohrleitung ein zweiter Rohrabschnitt einge
fügt. Die benötigten Aderleitungsdurchführungen für den
zweiten Schrittmotor und die Sonde befinden sich in diesem
zweiten Rohrabschnitt.
Die elektrische Verbindung zwischen den Aderleitungs
durchführungen und der Sonde bzw. dem zweiten Schrittmotor
erfolgt vorzugsweise durch Leitungen, die in einem auf der
Achse der Rohrleitung angeordneten stationären Leerrohr ver
laufen. Die Leitungen treten, von der Sonde bzw. dem zweiten
Schrittmotor kommend, radial in das Leerrohr ein. Die ge
wählte Kabelführung verhindert, daß die Leitungen über eine
größere Länge der Strömung des Fluids ausgesetzt sind. Bei
einer Drehung des Innenrohrs wickeln sich die Kabel ohne
Schaden zu nehmen um das stationäre Leerrohr. Es kann so
eine Drehung des Leerrohrs um einen Winkelbereich von mehr
als 360° gewährleistet werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung
schematisch dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung.
Im folgenden Ausführungsbeispiel wird als Fluid stets
Erdgas betrachtet, da hier ein bevorzugtes Anwendungsgebiet
der Erfindung liegt, und die Rohrleitung ist eine Hochdruck-
Gas-Pipeline, in der ein Druck von ca. 80 bar und eine Strö
mungsgeschwindigkeit von ca. 40 m/s herrschen.
Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 1, einen ersten Rohrabschnitt 2
und einen zweiten Rohrabschnitt 3. In Stromrichtung ist zu
nächst der Rohrabschnitt 2 durch eine Flanschverbindung an
eine nicht gezeigte Rohrleitung gasdicht angeschlossen. An
den ersten Rohrabschnitt 2 ist, ebenfalls durch Flanschver
bindungen, das Gehäuse 1 gasdicht angeschlossen. Die Flan
schverbindung wird ferner durch Dichtelemente 4 abgedichtet.
An das Gehäuse 1 ist der Rohrabschnitt 3 durch eine weitere,
gleichgeartete Flanschverbindung gasdicht angeschlossen. Der
zweite Rohrabschnitt 3 ist seinerseits an einen folgenden
Abschnitt der Rohrleitung durch eine Flanschverbindung
gasdicht angeschlossen.
Die Abmessungen des Gehäuses 1 sind hinreichend groß ge
wählt, so daß im Gehäuse 1 ein Innenrohr 5 gelagert sein
kann, dessen Durchmesser mit dem Durchmesser der Rohrleitung
übereinstimmt und dessen Achse mit der Achse der Rohrleitung
zusammenfällt. Das Innenrohr 5 ist mit Hilfe von Kugellagern
6 um seine Achse drehbar gelagert.
Ein Schrittmotor 7 ist starr mit dem Gehäuse verbunden.
Der Schrittmotor 7 treibt ein Ritzel 8, das über einen Zahn
riemen mit einer Zahnscheibe 9 gekoppelt ist; diese ist
starr mit dem Innenrohr 5 verbunden. Durch Ingangsetzen des
Schrittmotors 7 wird somit das Innenrohr 5 gedreht.
Mit dem Innenrohr 5 verbunden ist eine Führung 12, die
als Linearführung in Form zweier mit dem Innenrohr 5 fest
verbundener Stangen 12 ausgebildet ist. Die Linearführung 12
erstreckt sich vom Innenrohr bis jenseits der Achse der
Rohrleitung und durch diese hindurch.
Auf der Linearführung 12 gleitet ein Schlitten 13. Der
Schlitten 13 weist eine sich entgegen der Stromrichtung im
wesentlichen parallel zur Rohrachse erstreckende Schiene 15
auf. An der Schiene 15 ist mittels eines Klemmadapters 16
ein Sondenhalter 17 entlang der Rohrachse verschiebbar be
festigt. Am stromauf gelegenen Ende des Sondenhalters 17 be
findet sich eine Sonde 18 zum Bestimmen des Betrags und der
Richtung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases.
Der Schlitten 13 ist entlang der Linearführung 12 mit
Hilfe eines Schrittmotors 20 verschiebbar. Der Schrittmotor
20 treibt dazu einen Zahnriemen 21, der im Endabschnitt der
Linearführung über ein Umlenkrad 22 läuft und am Schlitten
13 angreift.
Der erste Schrittmotor 7 und der zweite Schrittmotor 20
werden jeweils elektrisch angetrieben. Ferner ist auch die
Sonde 18 eine weiter unten zu beschreibende elektrische
Sonde, die die erfaßten Daten in Form von elektrischen Si
gnalen ausgibt.
Die Stromversorgung des ersten Schrittmotors 7 geschieht
über Leitungen, die durch druckdichte Aderleitungsdurchfüh
rungen 23 hindurchgehen. Die Aderleitungsdurchführungen 23
sind in einer Wand des Gehäuses 1 ausgebildet.
Der zweite Schrittmotor 20 sowie die Sonde 18 drehen
sich mit dem Innenrohr 5 mit. Die Stromversorgung dieser
beiden Komponenten sowie die Führung der elektrischen Meß
signale der Sonde 18 in die Umgebung muß daher durch mitbe
wegte Leitungen geschehen. Hier werden die Leitungen vom
Schrittmotor 20 und der Sonde 18 in ein auf der Rohrachse
verlaufendes Leerrohr 24 geführt. Das Leerrohr verläuft, von
der Wand des zweiten Rohrabschnitts 3 kommend, zunächst ra
dial in Richtung auf die Rohrachse, biegt an der Rohrachse
um und verläuft dann entlang der Rohrachse bis in die Nähe
der Linearführung 12 bzw. des Schlittens 13.
Die Leitungen vom Schrittmotor 20 und der Sonde 18 kön
nen direkt in die offene Stirnseite des Leerrohres 24 ge
führt werden. Vorzugsweise werden jedoch in das Leerrohr
Langlöcher gefräst, und die Leitungen vom Schrittmotor 20
und der Sonde 18 treten durch die Langlöcher radial in das
Leerrohr 24 ein. Das Leerrohr ist starr mit dem zweiten
Rohrabschnitt 3 verbunden. Es ist daher stationär bezogen
auf das Innenrohr 5. Wird das Innenrohr 5 durch den Schritt
motor 7 gedreht, so wickeln sich die Leitungen des zweiten
Schrittmotors 20 und der Sonde 18 um das Leerrohr. Wird die
Länge der Leitungen entsprechend gewählt, so kann eine Dre
hung des Innenrohres um mehr als 360° gewährleistet werden.
Aus dem Leerrohr 24 treten die Leitungen in eine auf der
Außenseite des zweiten Rohrabschnitts 3 ausgebildete zur Um
gebung hin gasdichte Kammer 25. In der Wand der gasdichten
Kammer 25 sind weitere Aderleitungsdurchführungen 26 ausge
bildet. Sie dienen zum Durchführen der Stromversorgung für
den zweiten Schrittmotor 20 und für die Stromversorgung der
Sonde 18 sowie zum Übertragen der elektrischen Meßsignale
der Sonde 18.
Die beiden Schrittmotoren 7, 20 befinden sich im gasge
füllten Raum zwischen dem Innenrohr 5 und dem Gehäuse 1. Da
sie völlig gasumströmt sind und mit keinem Luftsauerstoff in
Berührung kommen, müssen sie auch nicht explosionsgeschützt
sein.
Da sie innerhalb des Hochdruckbereichs angeordnet sind,
erübrigen sich auch jegliche Formen von druckdichten Wellen
durchführungen oder ähnlichem.
Um bei Beaufschlagung der Rohrleitung mit Gas den Raum
zwischen dem Innenrohr 5 und dem Gehäuse 1 von der mög
licherweise dort befindlichen Luft kontrolliert befreien zu
können, sind im Gehäuse Ventile 28 ausgebildet, die einen
kontrollierten Gasaustausch im Raum zwischen dem Innenrohr 5
und dem Gehäuse 1 ermöglichen.
Im ersten Rohrabschnitt 2 ist ein Deckel 30 ausgebildet,
der im wesentlichen über dem Endabschnitt der Schiene 15 an
geordnet ist. Mit Hilfe des Klemmadapters 16 kann die Sonde
18 bis auf die Höhe des Deckels 30 zurückgezogen werden. Die
Sonde 18 ist somit durch Öffnen des Deckels 30 leicht zu
gänglich. Sie kann ausgetauscht oder repariert werden, ohne
daß die Flanschverbindungen zwischen der Rohrleitung und dem
Rohrabschnitt 2 oder dem Gehäuse 1 gelöst werden müssen.
Um das Geschwindigkeitsprofil des in der Rohrleitung
strömenden Gases zu bestimmen, wird die Sonde durch eine
Drehbewegung des Innenrohres 5 und eine Längsverschiebung
des Schlittens 13 entlang der Linearführung 12 auf jeden be
liebigen Punkt im Rohrquerschnitt geführt. Damit auch der
Bereich unmittelbar um die Rohrachse mit Hilfe der Sonde
vermessen werden kann, ist, wie oben erwähnt, die Linear
führung so lang ausgelegt, daß die Sonde bis auf die Rohr
achse und etwas über diese hinaus geführt werden kann. Auf
diese Weise läßt sich das Geschwindigkeitsprofil des Gases
in der Rohrleitung an beliebig vielen vorgegebenen Punkten
abtasten.
Um die Sonde an einen vorgegebenen Punkt zu bewegen,
werden die beiden Schrittmotoren 7, 20 mit entsprechenden
Stromimpulsen beaufschlagt. Der Zahnriemen 21 gewährleistet
eine schlupflose Verbindung zwischen dem zweiten Schrittmo
tor 20 und dem Schlitten 13. Außerdem gewährleistet die Kom
bination aus dem Ritzel 8, dem Zahnriemen und der Zahn
scheibe 9 einen schlupflosen Antrieb des Innenrohrs 5 durch
den ersten Schrittmotor 7. Da sowohl die durch den ersten
Schrittmotor 7 gesteuerte Umfangsbewegung der Sonde 18 als
auch die durch den zweiten Schrittmotor 20 gesteuerte Ra
dialbewegung der Sonde 18 schlupflos geschehen, kann die ab
solute Position der Sonde jederzeit bestimmt und jede belie
bige Position mit einer Genauigkeit von kleiner als 100 µm
angefahren werden.
Zur Sicherheit wurden die rückwärtigen Achsen der beiden
Schrittmotoren 7, 20 mit jeweils einem Potentiometer verbun
den. Dies ermöglicht es, die Bewegung der Schrittmotoren zu
überwachen und evtl. durch Überlast auftretende Schrittfeh
ler zu erkennen.
Mit Hilfe der Schiene 15 und des Sondenhalters 17 wird
die Sonde 18 hinreichend weit stromauf vom Gehäuse 1 und
dessen Einbauten positioniert, so daß das durch die Sonde
vermessene Geschwindigkeitsprofil nicht durch die beschrie
bene Vorrichtung beeinflußt ist.
Um das Geschwindigkeitsprofil im Rohrquerschnitt voll
ständig zu bestimmen, muß an jedem angefahrenen Meßpunkt die
Strömungsgeschwindigkeit aus deren drei Raumkomponenten be
stimmt werden. Dazu eignen sich Kreuzdrahtsonden, die neben
dem Betrag zwei räumliche Komponenten des Geschwindigkeits
vektors der Strömung bestimmen können. Durch eine Vorrich
tung, die die Kreuzdrahtsonde um 90° dreht, läßt sich auch
die dritte räumliche Komponente des Geschwindigkeitsvektors
der Strömung bestimmen.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden jedoch Sonden
eingesetzt, die unmittelbar alle drei räumlichen Komponenten
des Geschwindigkeitsvektors der Strömung an dem jeweiligen
Meßpunkt liefern. Dazu eignen sich im wesentlichen zwei
Typen von Sonden:
- a) sogenannte 5-Loch-Drucksonden.
- b) sogenannte Tri-Axial-Sonden basierend auf Hitzdraht- bzw. Heißfilmsonden. Bei Tri-Axial-Hitzdrahtsonden stehen drei Drähte jeweils senkrecht aufeinander.
Tri-Axial-Hitzdraht- bzw. Heißfilmsonden liefern außer
den drei Raumkomponenten der Strömungsgeschwindigkeit noch
genaue Daten über die Schwankung der Geschwindigkeiten, wie
sie in einer turbulenten Strömung in einer Hochdruck-Pipe
line auftreten. Ferner erlauben sie, pulsierende
Strömungszustände zu identifizieren.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen
möglich.
Die beschriebene Vorrichtung kann beispielsweise für be
liebige Rohrquerschnitte ausgebildet werden. Wie erwähnt,
kann sie außer für Hochdruck-Gas-Pipelines auch für Rohr
leitungen eingesetzt werden, die eine Flüssigkeit führen,
wie z. B. Erdöl-Pipelines.
Die Führung 13 muß nicht zwingend als Linearführung aus
gebildet sein. Auch eine gebogene Führung ist bei geeigneter
Ausbildung des Schlittens im Rahmen der Erfindung geeignet.
Ferner muß sie die Sonde 18 nicht unmittelbar bis zur Rohr
achse führen. Je nach angestrebter räumlicher Auflösung für
das Abtasten des Geschwindigkeitsprofils kann ein nicht zu
gänglicher, kleiner Bereich um die Rohrachse oder auch am
Umfangsrand unerheblich sein.
Die Sonde 18 kann auch mit dem Schlitten 13 ohne einen
in der Länge verstellbaren Sondenhalter 17 verbunden sein.
Vorzugsweise werden dann der Deckel 30 und die Sonde 18 so
angeordnet, daß die Sonde 18 durch den Deckel 30 zugänglich
ist.
Außer den erwähnten Sondentypen ist jede Sonde geeignet,
die in der Lage ist, den Betrag der Geschwindigkeit und we
nigstens eine räumliche Komponente des Geschwindigkeitsvek
tors des strömenden Fluids festzustellen. Auch können die
Meßsignale der Sonde 18 beispielsweise per Funk vom Rohrin
neren nach außen übertragen werden.
Die Drehung des Innenrohrs 5 sowie die Bewegung des
Schlittens 13 können auch durch mechanische Einwirkung von
außen bewirkt werden.
Die Kraftübertragung zwischen dem ersten Schrittmotor 7
und dem Innenrohr 5 kann außer durch einen Zahnriemen auch
durch das Kämmen einer Zahnscheibe mit einem Ritzel oder
eine andere schlupflose Kraftübertragung gewährleistet wer
den. Ähnliches gilt für die Kraftübertragung zwischen dem
zweiten Schrittmotor 20 und dem Schlitten 13. Dort wäre
außer dem Zahnriemen 21 beispielsweise auch eine Spindel zur
Kraftübertragung geeignet.
Claims (17)
1. Vorrichtung zum Messen des Geschwindigkeitsprofils
eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Gehäuse (1) als Rohrabschnitt fluiddicht in die Rohrleitung eingefügt ist;
daß ein Innenrohr (5) im Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei der Durchmesser des Innenrohrs im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Rohrleitung ist und seine Achse im we sentlichen mit der Achse der Rohrleitung zusammenfällt; daß eine Führung (12) mit dem drehbaren Innenrohr ver bunden ist, wobei die Führung im wesentlichen gegen die Achse der Rohrleitung gerichtet ist;
daß ein Schlitten (13) auf der Führung in radialer Rich tung verschiebbar ist; und
daß eine Sonde (18) mit dem Schlitten zum Bestimmen des Betrags und der Richtung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids in einer Mehrzahl von Meßpunkten verbunden ist.
daß ein Gehäuse (1) als Rohrabschnitt fluiddicht in die Rohrleitung eingefügt ist;
daß ein Innenrohr (5) im Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei der Durchmesser des Innenrohrs im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Rohrleitung ist und seine Achse im we sentlichen mit der Achse der Rohrleitung zusammenfällt; daß eine Führung (12) mit dem drehbaren Innenrohr ver bunden ist, wobei die Führung im wesentlichen gegen die Achse der Rohrleitung gerichtet ist;
daß ein Schlitten (13) auf der Führung in radialer Rich tung verschiebbar ist; und
daß eine Sonde (18) mit dem Schlitten zum Bestimmen des Betrags und der Richtung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids in einer Mehrzahl von Meßpunkten verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sonde (18) in radialer Richtung etwa vom Innenumfang
des Innenrohres (5) aus mindestens bis zur Achse der Rohr
leitung bewegbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sonde (18) stromauf des Schlittens (13) in
die Strömung hineinragt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sonde (18) als Drucksonde, elektri
sche Heißfilmsonde oder elektrische Hitzdrahtsonde ausge
bildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heißfilm- und/oder Hitzdrahtsonde in Form einer Tri-
Axial-Sonde oder Kreuzdrahtsonde ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drucksonde in Form einer 5-Loch-Sonde ausgebildet
ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß stromauf des Gehäuses (1) zwischen diesem
und der Rohrleitung ein Rohrabschnitt (2) eingefügt ist, der
in Höhe der Sonde einen Deckel (30) aufweist, durch den die
Sonde (18) zugänglich ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß sie ferner einen mit dem Gehäuse (1)
verbundenen, elektrisch angetriebenen ersten Schrittmotor
(7) zum Drehen des Innenrohrs (5) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Schrittmotor (7) zwischen Innenrohr (5) und
Gehäuse (1) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der erste Schrittmotor (7) eine Zahnscheibe
(9) antreibt, die auf dem Innenrohr (5) befestigt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß sie ferner einen mit dem Innenrohr
(5) verbundenen, elektrisch angetriebenen zweiten Schritt
motor (20) zum Verschieben des Schlittens (13) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß der zweite Schrittmotor (20) einen am Schlitten
(13) angreifenden Zahnriemen (21) antreibt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung des ersten
Schrittmotors (7) durch druckdichte Aderleitungsdurchfüh
rungen (22) im Gehäuse (1) erfolgt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da
durch gekennzeichnet,
daß stromab des Gehäuses (1) zwischen diesem und der Rohrleitung ein zweiter Rohrabschnitt (3) eingefügt ist;
daß die Übertragung eines elektrischen Meßsignals der Sonde (18) aus der Rohrleitung in die Umgebung und die Stromversorgung des zweiten Schrittmotors (20) durch druck dichte Aderleitungsdurchführungen (26) erfolgt; und
daß die Aderleitungsdurchführungen (26) im zweiten Rohr abschnitt (3) ausgebildet sind.
daß stromab des Gehäuses (1) zwischen diesem und der Rohrleitung ein zweiter Rohrabschnitt (3) eingefügt ist;
daß die Übertragung eines elektrischen Meßsignals der Sonde (18) aus der Rohrleitung in die Umgebung und die Stromversorgung des zweiten Schrittmotors (20) durch druck dichte Aderleitungsdurchführungen (26) erfolgt; und
daß die Aderleitungsdurchführungen (26) im zweiten Rohr abschnitt (3) ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß die Übertragung eines elektrischen
Meßsignals der Sonde (18) und die Stromversorgung des zwei
ten Schrittmotors (20) durch Leitungen erfolgt, die in einem
im wesentlichen auf der Achse der Rohrleitung angeordneten
stationären Leerrohr (24) verlaufen, das zu den Ader
leitungsdurchführungen (26) führt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß die Leitungen sondenseitig radial in das Leerrohr
(24) eintreten.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Sonde (18) über einen in sei
ner Länge verstellbaren Sondenhalter (17) mit dem Schlitten
(13) verbunden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997124351 DE19724351A1 (de) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | Vorrichtung zum Messen des Geschwindigkeitsprofils eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997124351 DE19724351A1 (de) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | Vorrichtung zum Messen des Geschwindigkeitsprofils eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19724351A1 true DE19724351A1 (de) | 1998-12-17 |
Family
ID=7831988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997124351 Withdrawn DE19724351A1 (de) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | Vorrichtung zum Messen des Geschwindigkeitsprofils eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19724351A1 (de) |
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