DE19735723A1 - Vorrichtung zur Ermittlung des Massenstromes eines in einem Rohr geführten insbesondere gasförmigen Fluids - Google Patents
Vorrichtung zur Ermittlung des Massenstromes eines in einem Rohr geführten insbesondere gasförmigen FluidsInfo
- Publication number
- DE19735723A1 DE19735723A1 DE1997135723 DE19735723A DE19735723A1 DE 19735723 A1 DE19735723 A1 DE 19735723A1 DE 1997135723 DE1997135723 DE 1997135723 DE 19735723 A DE19735723 A DE 19735723A DE 19735723 A1 DE19735723 A1 DE 19735723A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tube
- pressure
- probe head
- flow
- fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
- G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
- G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
- G01F1/44—Venturi tubes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des Massenstromes
eines in einem Rohr geführten insbesondere gasförmigen Fluids, wobei der
statische Druck und der Totaldruck sowie die Temperatur des Fluids gemes
sen wird. Zum technischen Umfeld wird neben der DE 35 05 833 A1 bei
spielsweise auch auf die DE-AS 19 35 989 verwiesen.
Insbesondere wenn anhand der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebe
nen Methode ein Gas-Massenstrom in einem Flug-Triebwerk ermittelt wer
den soll, werden zum einen hohe Anforderungen an die Stabilität einer Vor
richtung zur Massenstromermittlung gestellt, wobei gleichzeitig auf geringes
Gewicht und höchste Meßgenauigkeit großer Wert gelegt wird. Beispiels
weise ergibt sich mit Verwendung einer einfachen Pitot-Sonde eine zu ge
ringe Empfindlichkeit gegenüber den in Flugtriebwerken, insbesondere im
sog. Bleed-Air-System auftretenden Wirkdrücken. Konstruktionen, welche
den Wirkdruck erhöhen könnten, kommen aufgrund sicherheitstechnischer
und baulicher Aspekte und aufgrund nur bestimmter nicht angepaßter Ab
stimmungsmöglichkeiten nur bedingt in Frage. Andere bisher übliche Syste
nie zur Ermittlung eines Gas-Massenstromes erfüllen wiederum die Sicher
heitsvoraussetzungen für Flugtriebwerke nicht.
Eine Vorrichtung zur Ermittlung des Massenstromes eines in einem Rohr
geführten insbesondere gasförmigen Fluids nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1 aufzuzeigen, bei welcher die tatsächlichen Strömungsverhältnisse
im Rohr möglichst wenig beeinflußt werden und welche sich dabei durch
hohe Meßgenauigkeit auszeichnen, aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegen
den Erfindung.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden
Druckaufnahmestellen in einem innerhalb des Rohres in Strömungsrichtung
ausgerichteten und als Venturirohr ausgebildeten Sondenkopf eines Meßre
chens befinden, welcher von einem am Rohr fixierbaren Befestigungsflansch
getragen wird, wobei der Strömungs-Eintrittsquerschnitt des Sondenkopfes
geringer ist als der Strömungsquerschnitt des Rohres. Vorteilhafte Aus- und
Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs
beispieles.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäßen Vorrichtung eingebaut in einem Rohr,
welches Bestandteil des Bleed-Air-Systemes eines Flugtrieb
werkes ist,
Fig. 2 den Schnitt A-A aus Fig. 1 durch die erfindungsgemäße Vor
richtung, sowie
Fig. 3 die Ansicht X aus Fig. 2 auf die Vorrichtung sowie das Rohr.
Mit der Bezugsziffer 1 ist ein Rohr bezeichnet, in welchem gemäß Strö
mungsrichtung 2 ein gasförmiges Fluid geführt ist. Bei diesem Rohr 1 kann
es sich beispielsweise um ein solches aus dem Bleed-Air-System eines
Flugtriebwerkes handeln. Der im Rohr 1 geführte Fluidstrom soll massen
mäßig bestimmt werden, wozu eine in ihrer Gesamtheit mit 3 bezeichnete
Vorrichtung zur Ermittlung des Massenstromes in das Rohr 1 eingebaut ist.
Diese Vorrichtung 3 arbeitet dabei nach dem bekannten physikalischen
Prinzip, daß sich ein Massenstrom eines gasförmigen Fluids aus dem stati
schen Druck, dem Totaldruck und der Temperatur bestimmen läßt. Selbst
verständlich ist eine elektronische Auswerteschaltung erforderlich, um aus
diesen genannten physikalischen Meßgrößen den Massenstrom errechnen
zu können, diese Auswerteschaltung ist jedoch nicht Gegenstand der vorlie
genden Erfindung. Auch wird nicht näher auf die einzelnen Meßwertaufneh
mer, d. h. auf die erforderlichen Druckaufnehmer sowie den Temperaturfühler
eingegangen. Das wesentliche der vorliegenden Erfindung ist vielmehr
eine Vorrichtung bzw. der sog. Meßrechen 3, welche bzw. welcher die benö
tigten Druckaufnehmer in optimaler Weise bezüglich der Strömungsrichtung
2 des Fluidstromes positioniert, und optimale Meßbedingungen schafft, ohne
hierbei die Strömung des Fluidstromes in unzulässiger Weise zu beeinflus
sen.
Wie die Fig. 1-3 zeigen, besteht der Meßrechen 3 unter anderem aus
einem Sondenkopf 4 und einem Befestigungsflansch 5, welche über einen
Verbindungssteg 6 miteinander verbunden sind. Der Sondenkopf 4 ist im
wesentlichen als Venturi-Rohr ausgebildet und in Strömungsrichtung 2 aus
gerichtet. Mit seiner Ausbildung als Venturirohr besitzt der Sondenkopf 4
eine auf eine gewünschte Druckverstärkung hin speziell ausgelegte Kontur,
die sich in einen ellipsenförmig versetzten Einlauf 4a, eine ca. 2 mm lange
Parallelsektion 4b, und in einen Austrittsdiffusor 4c unterteilen läßt. Indem
der Strömungs-Eintrittsquerschnitt des Einlaufs 4a bzw. des Sondenkopfes 4
geringer ist als der Strömungsquerschnitt des Rohres 1 wird die eigentliche
im Rohr 1 geführte Fluidströmung durch den Meßrechen 3 nur unwesentlich
beeinflußt.
Wie bereits erwähnt, erfolgt im Sondenkopf 4 eine für die Druckmessung för
derliche Druckverstärkung derart, daß der zu messende statische Druck
herabgesetzt und der Totaldruck erhöht wird. Der statische Druck wird näm
lich an einer Druckaufnahmestelle 11a im engsten kreiszylindrischen Ab
schnitt des Venturi-Rohres, d. h. in der sog. Parallelsektion 4b ermittelt.
Hierzu ist ein am Ende im Bereich der Druckaufnahmestelle 11a offenes
Druckmeßröhrchen 7a für den statischen Druck vorgesehen, welches ent
weder direkt oder über eine im Verbindungssteg 6 vorgesehene Bohrung 6a
senkrecht in der Kanalwand 4d dieser Parallelsektion 4b mündet.
Auch zur Aufnahme des Totaldruckes ist ein Druckmeßröhrchen 7b vorge
sehen, welches der Strömungsrichtung 2 des Fluids entgegengerichtet zen
tral im Austrittsdiffusor 4c des Sondenkopfes 4 angeordnet ist. Das offene
der Strömungsrichtung 2 entgegengerichtete Ende dieses Druckmeß
röhrchens 7b stellt dabei die Druckaufnahmestelle 11b für den Totaldruck
dar. Aufgrund der Gestaltung des Sondenkopfes 4 als Venturi-Rohr ist an
dieser Druckaufnahmestelle 11b in diesem Bereich des Austrittsdiffusors 4c
nämlich eine Wirkdruckerhöhung zu beobachten.
Aufgrund des durch das Venturi-Rohr verringerten statischen Druckes sowie
erhöhten Totaldruckes liegt im Sondenkopf 4 bzw. im Meßrechen 3 eine ge
genüber der eigentlichen Fluidströmung im Rohr 1 erhöhte Druckdifferenz
zwischen Totaldruck und statischem Druck vor, wodurch die Meßgenauigkeit
verbessert werden kann.
Weiterhin ist - wie bereits erläutert - die Temperatur des strömenden Fluids
messen, wozu bspw. im Sondenkopf 4 eine geeignete Temperaturmeß
stelle 10 vorgesehen sein kann. Beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel
befindet sich diese Temperaturmeßstelle 10, von welcher eine Meßleitung
10a entlang des Druckmeßröhrchens 7b zum Befestigungsflansch 5 führt,
nahe der Druckaufnahmestelle 11b, sie kann jedoch auch an einer anderen
geeigneten Stelle vorgesehen sein, wie dies durch die in Wand des Rohres
1 angeordnete Temperaturmeßstelle 10' angegeben ist.
Die beiden Druckmeßröhrchen 7a, 7b übertragen die an den Druckaufnah
mestellen 11a, 11b aufgenommenen Druckwerte zu einem nicht gezeigten
Druckmeßgerät. Hierzu führt jedes Druckmeßröhrchen 7a, 7b von der jewei
ligen Druckaufnahmestelle 11a, 11b zu einer im Bereich des Befestigungs
flansches 5 vorgesehenen Anschlußstelle 8 für ein Druckmeßgerät, bzw. für
eine weitere Leitung zu diesem. Dabei sind die Druckmeßröhrchen 7a, 7b in
einer Schlaufe zu ihren Anschlußstellen geführt, um Risse aufgrund thermi
scher Spannungen zu vermeiden, die ansonsten aufgrund der harten Ein
satzbedingungen, nämlich hohen Temperaturen und Drücken auftreten
könnten.
Der Meßrechen 3 ist als integriertes Bauteil ausgebildet, d. h. der Sonden
kopf 4, der Befestigungsflansch 5 und der Verbindungssteg 6 stellen ein
einstückiges Bauteil dar, was eine hohe Festigkeit sowie eine lange Le
bensdauer für den Einsatz beispielsweise in einer Fluggasturbine gewähr
leistet. Dabei ist der Befestigungsflansch 5 derart geformt, daß er an der
Außenseite des Rohres 1 fixiert werden kann. Selbstverständlich durchdringt
dann der Verbindungssteg 6 die Wand des Rohres 1, wobei nicht gezeigte
Abdichtmaßnahmen vorgesehen sein müssen, um eine Leckage des
Fluidstromes aus dem Rohr 1 in diesem Bereich zu vermeiden.
Stromauf des Meßrechens 3 kann im Rohr 1 ein sich über den gesamten
Strömungsquerschnitt erstreckendes und als Gleichrichter wirkendes Sieb 9
vorgesehen sein, vgl. Fig. 1. Hiermit stellen sich sehr gut reproduzierbare
Strömungsverhältnisse ein, was ebenso wie die Gestaltung des Sondenkop
fes 4 an sich eine hohe Meßgenauigkeit verspricht. Wie ersichtlich besteht
der gesamte Meßaufbau aus nur wenigen Bauteilen, was ein geringes Ge
wicht und äußerst kompakte Abmessungen zur Folge hat. Dabei können
durchaus eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art abwei
chend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt
der Patentansprüche zu verlassen.
1
Rohr
2
Strömungsrichtung
3
Meßrechen bzw. Vorrichtung zur Ermittlung (gesamthaft)
4
Sondenkopf
4
a Einlauf
4
b Parallelsektion
4
c Austrittsdiffusor
4
d Kanalwand
5
Befestigungsflansch
6
Verbindungssteg
6
a Bohrung
7
a Druckmeßröhrchen für statischen Druck
7
b Druckmeßröhrchen für Totaldruck
8
Anschlußstelle
9
Sieb
10
Temperaturmeßstelle
10
' Temperaturmeßstelle (alternativ)
10
a Meßleitung
11
a Druckaufnahmestelle für statischen Druck
11
b Druckaufnahmestelle für Totaldruck
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Ermittlung des Massenstromes eines in einem Rohr
(1) geführten insbesondere gasförmigen Fluids, wobei der statische
Druck und der Totaldruck sowie die Temperatur des Fluids gemessen
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Druckaufnahmestellen
(11a, 11b) in einem innerhalb des Rohres (1) in Strömungsrichtung
(2) ausgerichteten und als Venturirohr ausgebildeten Sondenkopf (4)
eines Meßrechens (3) befinden, welcher von einem am Rohr (1) fi
xierbaren Befestigungsflansch (5) getragen wird, wobei der Strö
mungs-Eintrittsquerschnitt des Sondenkopfes (4) geringer ist als der
Strömungsquerschnitt des Rohres.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Rohraußenseite fixierbare
Befestigungsflansch (5), der Sondenkopf (4) und ein die Rohrwand
durchdringender Verbindungssteg (6) zwischen Sondenkopf (4) und
Befestigungsflansch (5) als integriertes Bauteil ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß Druckmeßröhrchen (7a, 7b) von den
Druckaufnahmestellen (11a, 11b) zu einer im Bereich des Befesti
gungsflansches (5) vorgesehenen Anschlußstelle (8) für ein Druck
meßgerät führen.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Sondenkopf (4) im engsten kreiszy
lindrischen Abschnitt (Parallelsektion 4b) des Venturirohres senkrecht
zur Kanalwand (4d) des Venturirohres das Druckmeßröhrchen (7a) für
statischen Druck mündet, während das Druckmeßröhrchen (7b)
für den Totaldruck der Strömungsrichtung (2) des Fluids entgegenge
richtet zentral im Austrittsdiffusor (4c) des Sondenkopfes (4) vorgese
hen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Rohr (1) stromauf des Meßrechens
(3) ein sich über den gesamten Strömungsquerschnitt erstreckendes
und als Gleichrichter wirkendes Sieb (9) vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997135723 DE19735723B4 (de) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | Vorrichtung zur Ermittlung des Massenstromes eines in einem Rohr geführten, insbesondere gasförmigen Fluids |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997135723 DE19735723B4 (de) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | Vorrichtung zur Ermittlung des Massenstromes eines in einem Rohr geführten, insbesondere gasförmigen Fluids |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19735723A1 true DE19735723A1 (de) | 1999-02-25 |
DE19735723B4 DE19735723B4 (de) | 2007-03-01 |
Family
ID=7839285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997135723 Expired - Fee Related DE19735723B4 (de) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | Vorrichtung zur Ermittlung des Massenstromes eines in einem Rohr geführten, insbesondere gasförmigen Fluids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19735723B4 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017120224A1 (de) * | 2017-09-01 | 2019-03-07 | Universität der Bundeswehr München | Strömungssonde |
CN114046830A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-15 | 海默科技(集团)股份有限公司 | 流量计计量参数探测体系 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE213515C (de) * | ||||
DE720527C (de) * | 1936-12-16 | 1942-05-08 | P Eduard Quintes | Drosselgeraet fuer Stroemungsmesser |
DE970297C (de) * | 1951-03-22 | 1958-09-04 | J C Eckardt A G | Duese zur Stroemungsgeschwindigkeits- und Stroemungsmengenmessung (Spreizkragenduese) |
DE6601311U (de) * | 1961-12-14 | 1969-02-27 | Siemens Gmbh | Venturi-duese fuer stroemungsschalter |
DE1573038A1 (de) * | 1966-09-22 | 1970-05-21 | Martin Marietta Corp | Geraet zur Messung von veraenderlichen Fluessigkeitsstroemen |
DE2163045A1 (de) * | 1971-12-18 | 1973-06-28 | Daimler Benz Ag | Kombinationssonde |
DE4128448A1 (de) * | 1991-08-28 | 1993-03-04 | Bosch Gmbh Robert | Gehaeuse fuer einen luftmassenmesser |
US5265478A (en) * | 1991-03-05 | 1993-11-30 | Mckay Mark D | Fluid flow monitoring device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3581565A (en) * | 1968-07-15 | 1971-06-01 | Peter D Dieterich | Flow-measuring device |
DE3505833A1 (de) * | 1985-02-20 | 1986-08-21 | Krupp Koppers GmbH, 4300 Essen | Venturirohr |
-
1997
- 1997-08-18 DE DE1997135723 patent/DE19735723B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE213515C (de) * | ||||
DE720527C (de) * | 1936-12-16 | 1942-05-08 | P Eduard Quintes | Drosselgeraet fuer Stroemungsmesser |
DE970297C (de) * | 1951-03-22 | 1958-09-04 | J C Eckardt A G | Duese zur Stroemungsgeschwindigkeits- und Stroemungsmengenmessung (Spreizkragenduese) |
DE6601311U (de) * | 1961-12-14 | 1969-02-27 | Siemens Gmbh | Venturi-duese fuer stroemungsschalter |
DE1573038A1 (de) * | 1966-09-22 | 1970-05-21 | Martin Marietta Corp | Geraet zur Messung von veraenderlichen Fluessigkeitsstroemen |
DE2163045A1 (de) * | 1971-12-18 | 1973-06-28 | Daimler Benz Ag | Kombinationssonde |
US5265478A (en) * | 1991-03-05 | 1993-11-30 | Mckay Mark D | Fluid flow monitoring device |
DE4128448A1 (de) * | 1991-08-28 | 1993-03-04 | Bosch Gmbh Robert | Gehaeuse fuer einen luftmassenmesser |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017120224A1 (de) * | 2017-09-01 | 2019-03-07 | Universität der Bundeswehr München | Strömungssonde |
CN114046830A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-15 | 海默科技(集团)股份有限公司 | 流量计计量参数探测体系 |
CN114046830B (zh) * | 2021-11-10 | 2024-03-08 | 海默科技(集团)股份有限公司 | 流量计计量参数探测体系 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19735723B4 (de) | 2007-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2640087C2 (de) | ||
EP0409178B1 (de) | Sonde und Verfahren zum Messen der Relativgeschwindigkeit einer transsonisch oder mit Ultraschall anströmenden Luft- oder Gasströmung | |
DE68927091T2 (de) | Durchflussmesser | |
DE69020300T2 (de) | Mittelwerte bildender Pitotmessfühler. | |
DE4013351C2 (de) | ||
DE3239126C2 (de) | Strömungsmesser für Fluide | |
DE3874713T2 (de) | Koordinatenmessmaschine mit einem gewichtsausgleichssystem fuer den probeschaft. | |
DE19738337A1 (de) | Hitzdraht-Luftmassenmesser | |
DE2730770A1 (de) | Ultraschallvorrichtung zur bestimmung der stroemungsgeschwindigkeit der luft im ansaugkanal einer brennkraftmaschine | |
DE4410049A1 (de) | Luftmassenstrom-Sensor-Baugruppe und Sensorhalterung zur Befestigung desselben | |
DE3032633A1 (de) | Flussmessgeraet | |
DE69001463T2 (de) | Mikroleckregulierventil. | |
DE10230531A1 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung wenigstens eines Parameters eines in einer Leitung strömenden Mediums | |
DE2720040C3 (de) | Durchfluß-Meßvorrichtung für strömende Medien | |
DE102007044079B4 (de) | Durchflusssensor | |
DE19735723A1 (de) | Vorrichtung zur Ermittlung des Massenstromes eines in einem Rohr geführten insbesondere gasförmigen Fluids | |
EP0183987B1 (de) | Vorrichtung zur Durchflussmessung in einer klimatechnischen Anlage | |
DE3940474C1 (de) | ||
EP0049756B1 (de) | Vorrichtung zum Messen des Differenzdruckes | |
DE3722692C2 (de) | ||
DE102013103785A1 (de) | Korrosionsüberwachungsvorrichtung | |
DE2512985C3 (de) | Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit und/oder der Dichte einer Fluidströmung | |
DE2749907A1 (de) | Druckanzeigegeraet | |
DE2318279B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids | |
DE10031205B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Führung einer Düsennadel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ROLLS-ROYCE DEUTSCHLAND GMBH, 61440 OBERURSEL, DE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ROLLS-ROYCE DEUTSCHLAND LTD & CO KG, 15827 DAHLEWI |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110301 |