DE19740708A1

DE19740708A1 - Measurement value transmitter for vortex flowmeter

Info

Publication number: DE19740708A1
Application number: DE19740708A
Authority: DE
Inventors: Udo Fritzlar; Josef Fechter; Thomas Klaus Dipl Ing Steuer
Original assignee: KEM KUEPPERS ELEKTROMECH GmbH
Current assignee: KEM KUEPPERS ELEKTROMECH GmbH
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: DE19740708C2

Abstract

The transmitter has a compact interference body (2), to produce a vortex, an elastic rear part (4), to determine the vortex, and a sensor, to detect measurement signals. The rear part is designed in the manner of a vane and is provided with drillings. The drillings are formed symmetrically to a central longitudinal axis.

Description

Die Erfindung betrifft einen Meßwertgeber für Wirbeldurch flußmesser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a transducer for vertebrae Flow meter according to the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßer Meßwertgeber ist in der DD-PS 210 979 beschrieben und weist einen Staukörper sowie ein Rückteil auf. Der Staukörper ist kompakt und im Grundriß etwa tra pezförmig ausgebildet. Das Rückteil, welches nahezu über die gesamte Höhe des Staukörpers reicht, ist wesentlich schmaler und federelastisch ausgebildet und fluchtend zur Staukörperachse angeordnet. Um ein Meßsignal guter Linea rität mit einem günstigen Nutz-Störsignalverhältnis zu er reichen, sieht eine Ausbildung eine Anströmplatte vor, wel che an dem Staukörper überstehend angeordnet ist, so daß Abreiß- und Kontraktionskanten gebildet sind. Das Rückteil ist insbesondere dreiteilig ausgebildet und weist eine mit tige Abtastplatte auf.A generic sensor is in DD-PS 210 979 described and has a bluff body and a back part on. The bluff body is compact and roughly tra in plan peziform. The back, which is almost over the entire height of the bluff body is essential narrower and resilient and aligned to Bluff body axis arranged. A good signal from a ruler rity with a favorable useful signal-to-noise ratio are sufficient, an education provides an inflow plate, which che on the bluff body is arranged so that Tear-off and contraction edges are formed. The back is in particular in three parts and has one on the scanning plate.

Nachteile dieses Meßwertgebers sind eine relativ aufwen dige Konstruktion und Herstellung. Außerdem genügen die er reichten Meßbereichserweiterungen und das Linearitätsver halten nicht in jedem Fall den gestellten Anforderungen.Disadvantages of this transmitter are relatively expensive design and manufacture. In addition, he is enough range extensions and the linearity ver do not always meet the requirements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßwertgeber für Wirbeldurchflußmesser zu schaffen, welcher eine Meßbereichserweiterung, eine allgemeine Verbesserung der Signalamplitude und eine verringerte Einwirkung der Randeinflüsse des Meßrohres auf das Meßsignal gewährleistet. The invention has for its object a To create transducers for vortex flow meters, which an extension of the measuring range, a general improvement the signal amplitude and a reduced impact of the Edge influences of the measuring tube on the measuring signal guaranteed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestal tungen sind in den Unteransprüchen und in der Figurenbe schreibung beschrieben.According to the invention the task is characterized by the features of the spell 1 solved. Practical and advantageous design are in the dependent claims and in the figure spelling described.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, einen Meßwertgeber mit einem definiert ausgebildeten Rückteil zu versehen, um eine Verbesserung der Meßwerte zu erreichen.A basic idea of the invention is one Transmitter with a defined back part provided to achieve an improvement in the measured values.

Erfindungsgemäß ist ein Meßwertgeber, welcher einen drei eckförmigen oder trapezförmigen Stau- oder Störkörper auf weist, mit einem Rückteil versehen, welches fahnenartig ausgebildet und mit Bohrungen versehen ist.According to the invention is a transmitter, which has a three angular or trapezoidal damming or disturbing bodies has a back part, which is flag-like trained and provided with holes.

Zweckmäßigerweise sind die Bohrungen symmetrisch zu einer Mittenlängsachse des Meßwertgebers ausgebildet.The bores are expediently symmetrical to one Center longitudinal axis of the transmitter is formed.

Es wurde gefunden, daß derartige Meßwertgeber ein besseres Linearitätsverhalten und einen erweiterten Meßbereich auf weisen. Die Bohrungen bewirken eine erhöhte Flexibilität des fahnenartigen und mittig am rückseitigen Störkörper be festigten Rückteils.It has been found that such sensors are better Linearity behavior and an extended measuring range point. The holes result in increased flexibility of the flag-like and in the middle on the rear disturbing body firm back.

Außerdem werden die vorteilhaften Wirkungen eines "perfo rierten" Rückteils, insbesondere eine Erhöhung der Wirbel frequenz, Verbesserung der Signalamplitude und eine Er höhung der Eigenresonanzfrequenz des Störkörpers, auf einen durch die Löcher oder Bohrungen ermöglichten Ausgleich von Druckdifferenzen zwischen den beiden Seiten des Rückteils zurückgeführt.In addition, the beneficial effects of a "perfo "back, especially an increase in the vertebrae frequency, improvement in signal amplitude and an Er increase in the natural resonance frequency of the interfering body, to one compensation of holes or holes made possible Differences in pressure between the two sides of the back returned.

Grundsätzlich können die Bohrungen gleichmäßig über das fahnenartige Rückteil verteilt oder nur in bestimmten Bereichen ausgebildet sein. Basically, the holes can be evenly over the flag-like back distributed or only in certain Areas.

Zweckmäßigerweise sind die Bohrungen in einem mittigen Be reich und in einem randseitigen Bereich ausgebildet. Sehr gute Meßergebnisse wurden mit symmetrischen Bohrungen ober- und unterhalb der Mittenlängsachse in einem stör körperseitigen Bereich des Rückteils und in einem stör körperabgewandten, endseitigen Bereich und nahe der Innen wandung eines Meßrohres erreicht.The bores are expediently in a central loading rich and trained in a marginal area. Very good results were obtained with symmetrical bores in a disturbance above and below the central longitudinal axis body-side area of the back and in a disruptive Body-facing, end area and near the inside wall of a measuring tube reached.

Die Bohrungen können eine beliebige form aufweisen und kreisrund, ellipsenförmig, dreieckig oder polygonal ausge bildet sein. Es können in einem Rückteil Bohrungen unter schiedlicher Form und/oder Größe, jedoch zweckmäßigerweise symmetrisch zu der Mittenlängsachse angeordnet sein.The holes can have any shape and circular, elliptical, triangular or polygonal be educated. You can drill holes in the back different shape and / or size, but expedient be arranged symmetrically to the central longitudinal axis.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Bohrungen nicht als "Durch"bohrungen sondern als beidseitige Ausnehmungen oder Vertiefungen, d. h. mit einer Zwischenwand auszubilden.It is within the scope of the invention that the holes are not as "Through" holes rather than bilateral recesses or Wells, d. H. train with a partition.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Rückteil weist vorzugswei se nahezu die gleiche Höhe wie der Störkörper auf. Es ist vorteilhaft, einen einteiligen Meßwertgeber aus Metall oder Kunststoff vorzusehen. Die Bohrungen können dann effizient in den Herstellungsprozeß integriert werden.The back part designed according to the invention preferably has two almost the same height as the interfering body. It is advantageous, a one-piece transmitter made of metal or Plastic. The holes can then be efficient be integrated into the manufacturing process.

Ein Meßwertgeber mit einem trapezförmigen Störkörper weist eine rechteckige Grundfläche als Anströmseite auf. Ein re lativ kurzer Anströmbereich wird von rechtwinklig zur Anströmseite verlaufenden Seitenflächen gebildet, welche dann zueinander geneigt in Richtung Rückteil verlaufen.A sensor with a trapezoidal interference body has a rectangular base as the inflow side. A right relatively short inflow area changes from rectangular to On the upstream side surfaces formed, which then run inclined towards each other towards the back.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Störkörper eine Einschnürung auf, welche durch mittig und symmetrisch ausgebildete Vertiefungen in den Seitenflächen gebildet ist. Die Vertiefungen gehen von der Anströmseite aus und reichen bis etwa über die halbe Länge des Staukörpers. In a development of the invention, the interference body a constriction on which by centered and symmetrical trained depressions formed in the side surfaces is. The depressions start from the upstream side and extend to about half the length of the bluff body.

Die Vertiefungen können bogenförmig oder auch stufenartig, z. B. trapezförmig, ausgebildet sein und gehen in einen schmaleren rückseitigen Bereich des Störkörpers über. Die Einschnürung in Art einer "Taillierung" und bewirkt eine weitere Verbesserung der Messungen und eine Meßbereichser weiterung, insbesondere aufgrund einer verbesserten Sig nalamplitude bei kleinen und sehr großen Strömungsgeschwin digkeiten sowie verminderter Randeinflüsse auf das Strö mungssignal.The depressions can be arched or step-like, e.g. B. trapezoidal, be formed and go into one narrower back area of the interfering body over. The Constriction in the manner of a "waist" and causes one further improvement of the measurements and a measuring range extension, especially due to an improved Sig amplitude at small and very large flow velocities and reduced marginal influences on the current signal.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung weiter erläutert; in dieser zeigen in einer stark schema tisierten DarstellungThe invention is described below with the aid of a drawing further explained; in this show in a strong scheme tized representation

Fig. 1 eine Ansicht auf ein Meßrohr und einen darin an geordneten erfindungsgemäßen Meßwertgeber; Fig. 1 is a view of a measuring tube and a transducer according to the invention therein;

Fig. 2 einen Rohrquerschnitt mit darin angeordnetem er findungsgemäßen Meßwertgeber nach Linie A-A der Fig. 1; FIG. 2 shows a pipe cross section with a sensor according to the invention along line AA of FIG. 1 arranged therein;

Fig. 3 einen Rohrquerschnitt mit darin angeordnetem er findungsgemäßen Meßwertgeber nach Linie B-B der Fig. 1 und Fig. 3 shows a pipe cross section with he arranged inventive transducer according to line BB of Fig. 1 and

Fig. 4 einen Rohrquerschnitt analog zur Fig. 2, jedoch mit einem alternativ ausgebildeten erfindungs gemäßen Meßwertgeber. Fig. 4 shows a pipe cross-section analogous to Fig. 2, but with an alternatively designed transmitter according to the Invention.

Fig. 1 zeigt ein Meßrohr 8 mit einem Meßwertgeber 3, dessen Rückteil 4 dem Betrachter zugewandt ist. Von einem Störkör per 2 sind Rückseitenkanten 17 sowie Abreißkanten 21 sicht bar. Die Abreißkanten 21 begrenzen einen Anströmbereich 6 der Seitenflächen 5. Die Seitenflächen 5 verlaufen im An strömbereich rechtwinklig zu einer Anströmseite 16 und wei sen in Richtung Rückteil 4 nach dem Anströmbereich 6 eine Neigung von etwa 20° auf. Fig. 1 shows a measuring tube 8 with a transducer 3 , the rear part 4 facing the viewer. From a Störkör by 2 rear edges 17 and tear edges 21 are visible bar. The tear-off edges 21 delimit an inflow region 6 of the side surfaces 5 . The side surfaces 5 run in the flow area at right angles to an inflow side 16 and in the direction of the rear part 4 after the inflow area 6, an inclination of about 20 °.

Fig. 2 und Fig. 3 verdeutlichen, daß der Störkörper 2 und das Rückteil 4 etwa die gleiche Länge aufweisen und daß die Seitenwände 18 des Rückteils 4 wenigstens endseitig eine geringe Neigung zueinander aufweisen. Fig. 2 and Fig. 3 illustrate that the disturbing body 2 and the back part 4 have approximately the same length and that the side walls 18 of the back part 4 have a slight inclination to each other at least at the end.

Das Rückteil 4 reicht weitgehend über die gesamte Höhe des Störkörpers 2 (Fig. 2). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Rückteil 4 sechs Bohrungen 7 auf. Die kreisrunden Bohrungen 7 sind symmetrisch zu einer Mittenlängsachse 11 angeordnet und in einem endseitigen Bereich 14 sowie in ei nem störkörperseitigen Bereich 19 ausgebildet. Im stör körperseitigen Bereich 19 sind vier Bohrungen 7 nahe der Mittenlängsachse 11 ausgebildet. Im endseitigen Bereich 14 ist jeweils eine Bohrung 7 ausgebildet, welche nahe der In nenwandung des Meßrohres 8 angeordnet sind.The back part 4 extends largely over the entire height of the interfering body 2 ( FIG. 2). In the present exemplary embodiment, the back part 4 has six bores 7 . The circular bores 7 are arranged symmetrically with respect to a central longitudinal axis 11 and are formed in an end region 14 and in a region 19 on the fault body side. In the interfering region 19 , four bores 7 are formed near the central longitudinal axis 11 . In the end region 14 , a bore 7 is formed, which are arranged near the inner wall of the measuring tube 8 .

Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung des Meßwertgebers 3 mit einem Bohrungen 7 aufweisenden Rückteil und einem Störkörper 2, welcher "tailliert" ausgebildet ist. FIG. 4 shows an embodiment of the sensor 3 with a back part having bores 7 and a disturbing body 2 which is “fitted”.

In Seitenflächen 5 des Störkörpers 2 sind Vertiefungen 15 eingebracht, welche zu einer Einschnürung 12 oder Taillie rung des Störkörpers 2 führen.In side surfaces 5 of the interfering body 2 recesses 15 are introduced, which lead to a constriction 12 or waist of the interfering body 2 .

Die Seitenansicht der Fig. 4 zeigt eine trapezförmige Ver tiefung 15. Diese Vertiefung 15 reicht wenigstens über die halbe Länge der Seitenfläche 5 und geht in einen rückseiti gen, schmaleren Bereich des Störkörpers 2 über.The side view of FIG. 4 shows a trapezoidal recess 15 . This depression 15 extends at least over half the length of the side surface 5 and merges into a narrower area of the interfering body 2 on the reverse side.

In Fig. 1 ist die Einschnürung 12 mit strichlierten Linien dargestellt. In Fig. 1 the constriction 12 is shown with dashed lines.

Ein Meßwertgeber gemäß Fig. 4 zeigt ein besonders vorteil haftes Linearitätsverhalten und liefert sehr gute Meßergeb nisse über einen relativ großen Meßbereich. Die Bohrungen 7 und auch die Einschnürung 12 können vorteilhaft in die Her stellung des Meßwertgebers integriert werden, insbesondere bei einem einteiligen Meßwertgeber 3 aus Metall oder Kunst stoff.A transducer according to FIG. 4 shows a particularly advantageous linearity performance and provides very good Meßergeb Knowledge of a relatively large measuring range. The holes 7 and the constriction 12 can advantageously be integrated into the position of the transmitter, especially in the case of a one-piece transmitter 3 made of metal or plastic.

Claims

1. Transducer for vortex flow meter with a disturbing body ( 2 ) for vortex generation and a back part ( 4 ) for vertebrae detection and with a sensor for detecting the measuring signals, the disturbing body ( 2 ) being compact and the back part ( 4 ) being elastic, thereby characterized in that the back part ( 4 ) is flag-shaped and is provided with bores ( 7 ).

2. Sensor according to claim 1, characterized in that the bores ( 7 ) are formed symmetrically to a central longitudinal axis ( 11 ).

3. Transducer according to claim 1 or 2, characterized in that the bores ( 7 ) are formed in a rear part ( 4 ) which is formed much narrower than the interference body ( 2 ) and has side surfaces ( 18 ) which are inclined at least at the ends to one another are.

4. Transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the bores ( 7 ) in an interference body-side loading area ( 19 ) of the rear part ( 4 ) almost centrally and in an end area ( 14 ) remote from the interference body near the inner wall of the measuring tube ( 8 ) are arranged.

5. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the bores ( 7 ) are formed in an uneven distribution and / or size and / or shape.

6. Transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the interference body ( 2 ) is trapezoidal and has an inflow region ( 6 ) with side surfaces ( 5 ) extending at right angles to an inflow side ( 16 ).

7. Transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the disturbing body ( 2 ) has at least one constriction ( 12 ) and the constriction ( 12 ) by recesses ( 15 ) in the side surfaces ( 5 ) of the bluff body ( 2 ) is formed .

8. Sensor according to claim 7, characterized in that the depressions ( 15 ) are formed centrally in the side surfaces ( 5 ).

9. Transducer according to claim 7 or 8, characterized in that the depressions ( 15 ) extend at least over half the length of the interfering body ( 2 ) and, starting from the upstream side ( 16 ), are curved or trapezoidal in the direction of the rear part ( 4 ).