DE19740708C2 - Transducer for vortex flow meters - Google Patents
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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.
In der DD 210 972 ist ein Meßwertgeber beschrieben, wel cher einen Staukörper sowie ein Rückteil aufweist. Der Staukörper ist kompakt und im Grundriß etwa trapezförmig ausgebildet. Das Rückteil, welches nahezu über die gesamte Höhe des Staukörpers reicht, ist wesentlich schmaler und federelastisch ausgebildet und fluchtend zur Staukörper achse angeordnet. Um ein Meßsignal guter Linearität mit einem günstigen Nutz-Störsignalverhältnis zu erreichen, sieht eine Ausbildung eine Anströmplatte vor, welche an dem Staukörper überstehend angeordnet ist, so daß Abreiß- und Kontraktionskanten gebildet sind. Das Rückteil ist insbe sondere dreiteilig ausgebildet und weist eine mittige Ab tastplatte auf.DD 210 972 describes a sensor which wel cher has a bluff body and a back part. Of the The bluff body is compact and roughly trapezoidal in plan educated. The back, which covers almost the entire The height of the bluff body is much narrower and designed to be resilient and aligned with the bluff body axis arranged. To have a measurement signal with good linearity to achieve a favorable useful signal-to-noise ratio, an education provides a flow plate, which on the Bluff body is arranged protruding, so that tear-off and Contraction edges are formed. The back is esp formed in three parts and has a central Ab tactile 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.
Aus der GB 823,684 ist ein gattungsbildender Meßwertge ber für Wirbeldurchflußmesser bekannt. Der einteilig ausge bildete Meßwertgeber weist einen zylindrischen oder teilzy lindrischen Staukörper und ein Rückteil auf, welches wie der Störkörper kompakt ausgebildet ist. Das Rückteil ist außerdem mit Bohrungen versehen. Zur Wirbeldetektion ist der gesamte Wirbelkörper um eine Drehachse verschwenkbar. GB 823,684 is a generic measuring value Known for vortex flow meters. The one-piece formed transmitter has a cylindrical or teilzy Lindish bluff body and a back part, which like the interfering body is compact. The back is also provided with holes. For vertebral detection is the entire vertebral body can be pivoted about an axis of rotation.
In der DE 27 13 051 A1 ist ebenfalls ein Meßwertgeber mit einem kompakten Störkörper beschrieben. Ein Rückteil ist im Abstand und parallel zu dem Störkörper angeordnet und weist Bohrungen auf. Die Bohrungen liegen parallel zur Strömungs richtung.DE 27 13 051 A1 also includes a transmitter described a compact disruptive body. A back is in the Distance and arranged parallel to the interfering body and points Holes on. The holes are parallel to the flow direction.
Auch der aus der EP 0 137 945 A1 bekannte Meßwertgeber mit einem Störkörper ist mit Bohrungen parallel zur Strömungs richtung versehen. Ein fahnenartiges Rückteil weist am Übergang bzw. an der Verbindung zu dem Störkörper Ausneh mungen auf.The transmitter known from EP 0 137 945 A1 also an interfering body is parallel to the flow with holes direction. A flag-like back has on Transition or at the connection to the interference body Ausneh on.
In dem Meßwertgeber der US 5,076,105 sind eine oder auch zwei Bohrungen von relativ großer Ausdehnung unmittelbar angrenzend an einen Störkörper in einem Rückteil ausgebil det.In the transmitter of US 5,076,105 are one or two holes of relatively large extension immediately trained in a rear part adjacent to a disturbing body det.
Aus der EP 0 046 965 A1 ist ein Meßwertgeber mit einem starren Störungskörper bekannt, welcher quer und parallel zur Strömungsrichtung gerichtete Flächen aufweist. Boh rungen dienen zur Bestimmung des Staudrucks, und in einem Kanal ist als ein Sensor ein Heißdrahtanemometer angeord net.EP 0 046 965 A1 describes a sensor with a rigid interference body known, which is transverse and parallel has surfaces facing the direction of flow. Boh rungs serve to determine the dynamic pressure, and in one A hot wire anemometer is arranged as a sensor channel net.
In der WO 95/02803 A1 ist ein zweiteiliger Meßwertgeber beschrieben. Ein Staukörper ist mit einer Aushöhlung, Ver tiefungen in einer Anströmseite sowie mit einer verengten Fluidzuführung versehen.In WO 95/02803 A1 there is a two-part transmitter described. A bluff body is with a hollow, Ver depressions on an upstream side and with a narrowed one Provide fluid supply.
Die bekannten Meßwertgeber mit Bohrungen gewährleisten keine optimale Wirbelstraßenausbildung. Auch die erreich bare Meßbereichserweiterung und das Linearitätsverhalten genügen in der Regel nicht den Anforderungen.Ensure the well-known sensors with holes no optimal eddy road training. Also reach expandable measuring range and the linearity behavior As a rule, do not 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 einen Meßwertgeber mit den Merkmalen des An spruchs 1 gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestal tungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.According to the invention, the task is performed by a transmitter with the features of the An spell 1 solved. Practical and advantageous design are in the subclaims described.
Der Meß wertgeber ist mit einem definiert ausgebildeten Störkörper und Rückteil versehen, um eine Verbesserung der Meßwerte zu erreichen.The meas value generator with a defined trained body and Provide back part to improve the measured values to reach.
Der Meßwertgeber weist einen trapezförmigen Stau- oder Störkörper mit einem Anströmbereich und einem fahnenartig ausgebildeten Rückteil mit Bohrungen, Ausneh mungen oder Vertiefungen auf, welche symmetrisch zu einer Mittenlängsachse des Meßwertgebers ausgebildet sind. Die Bohrungen sind in einem mittigen Bereich und in einem rand seitigen Bereich ausgebildet. Sehr gute Meßergebnisse wur den mit symmetrischen Bohrungen ober- und unterhalb der Mittenlängsachse in einem störkörperseitigen Bereich des Rückteils und in einem störkörperabgewandten, endseitigen Bereich und nahe der Innenwandung eines Meßrohres erreicht.The transmitter has a trapezoidal shape Damming or disturbing bodies with one inflow area and one flag-shaped rear part with holes, Ausneh or recesses, which are symmetrical to a Center longitudinal axis of the transmitter are formed. The Holes are in a central area and in an edge side area trained. Very good measurement results were those with symmetrical holes above and below the Center longitudinal axis in an area of the bluff body Back and in a distal end facing away from the interfering body Area and near the inner wall of a measuring tube reached.
Der Meßwertgeber mit seiner definierten Ausbildung in bezug auf den trapezförmigen Störkörper und die Bohrungen im elastischen, fahnenartigen Rückteil weist ein verbessertes Linearitätsverhalten sowie eine Meßbe reichserweiterung auf. Die Wirbelstraßenausbildung wird durch den Störkörper, welcher trapezförmig ausgebildet ist und einen Anströmbereich mit rechtwinkelig zu einer An strömseite verlaufenden Seitenflächen aufweist, welche dann zueinander geneigt in Richtung Rückteil verlaufen, opti miert. Durch die definiert angeordneten Bohrungen in dem elastischen Rückteil wird eine Reduzierung der Masse des Rückteils mit Erhöhung der Eigenresonanzfrequenz erreicht. Gleichzeitig wird eine alternierende Strömung bewirkt, wo durch der Meßeffekt verbessert und das Meßsignal verstärkt werden. Die definierte Anordnung der Bohrungen führt außer dem zu einer verringerten Beeinflussung durch die Innenwan dung des Meßrohres auf das Strömungssignal.The sensor with its defined Training in relation to the trapezoidal interference body and the holes in the elastic, flag-like back has an improved linearity behavior and a measurement empire expansion. The vortex road training will through the disruptive body, which is trapezoidal and an inflow area at right angles to an on has upstream side surfaces, which then run inclined towards each other towards the back, opti lubricated. Through the well-arranged holes in the elastic back will reduce the mass of the Back with an increase in the natural resonance frequency reached. At the same time an alternating flow is caused where improved by the measurement effect and amplified the measurement signal become. The defined arrangement of the holes leads to that to a reduced influence by the inner wall extension of the measuring tube to the flow signal.
Außerdem werden die vorteilhaften Wirkungen des "perforierten" Rückteils, insbesondere eine Erhöhung der Wirbelfrequenz, Verbesserung der Signalamplitude und eine Erhöhung der Eigenresonanzfrequenz des Störkörpers, auf einen durch die Löcher oder Bohrungen ermöglichten Aus gleich von Druckdifferenzen zwischen den beiden Seiten des Rückteils zurückgeführt.In addition, the beneficial effects of "perforated" back, especially an increase the vortex frequency, improvement of the signal amplitude and an increase in the natural resonance frequency of the interference body, to an exit made possible by the holes or bores equal to pressure differences between the two sides of the Back part.
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 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 of different shapes and / or sizes, however 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 elastisch ausgebildete Rückteil weist vorzugsweise nahezu die gleiche Höhe wie der Störkörper auf. Es ist vor teilhaft, einen einteiligen Meßwertgeber aus Metall oder Kunststoff vorzusehen. Die Bohrungen können dann effizient in den Herstellungsprozeß integriert werden.The elastic rear part preferably has almost the same height as the interfering body. It is before partial, a one-piece sensor 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.
Der Meßwertgeber wird nachstehend anhand einer Zeichnung weiter erläutert; in dieser zeigen in einer stark schema tisierten DarstellungThe transmitter is shown below using 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 Meßwertgeber; Fig. 1 is a view of a measuring tube and an ordered transducer therein;
Fig. 2 einen Rohrquerschnitt mit darin angeordnetem Meßwertgeber nach Linie A-A der Fig. 1; FIG. 2 shows a pipe cross section with a transducer arranged therein along line AA of FIG. 1;
Fig. 3 einen Rohrquerschnitt mit darin angeordnetem Meßwertgeber nach Linie B-B der Fig. 1 und Fig. 3 shows a pipe cross section with a transmitter arranged therein along the line BB of Fig. 1 and
Fig. 4 einen Rohrquerschnitt analog zur Fig. 2, jedoch mit einem alternativ ausgebildeten Meßwertgeber. Fig. 4 shows a tube cross section analogous to Fig. 2, but with an alternative transmitter.
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 depressions 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 (4)
daß der Störkörper (2) trapezförmig ausgebildet ist und einen Anströmbereich (6) mit rechtwinklig zu einer Anströmseite (16) verlaufenden Seitenflächen (5) auf weist, welche dann zueinander geneigt in Richtung Rück teil (4) verlaufen, und
daß die Bohrungen (7) oder beidseitigen Ausnehmungen oder beidseitigen Vertiefungen symmetrisch zu einer Mittenlängsachse (11) des Störkörpers (2) und Rückteils (4) in einem störkörperseitigen Bereich (19) des Rück teils (4) nahe der Mittenlängsachse (11) des Störkör pers (2) und des Rückteils (4) sowie in einem störkör perabgewandten endseitigen Bereich (14) des Rückteils (4) nahe der Innenwandung des Meßrohres (8) angeordnet sind. 1. Transducer for vortex flow meter, which is formed in one piece and is arranged in a measuring tube ( 8 ), with a compact interference body ( 2 ) for vortex generation, a back part ( 4 ) for vortex detection and a sensor for detecting the measurement signals, the back part ( 4 ) is flag-like and elastic and is provided with bores ( 7 ) or recesses or depressions, characterized in that
that the interfering body ( 2 ) is trapezoidal and has an inflow region ( 6 ) with perpendicular to an inflow side ( 16 ) extending side surfaces ( 5 ), which then incline towards each other in the rear part ( 4 ), and
that the bores ( 7 ) or recesses on both sides or recesses on both sides symmetrical to a central longitudinal axis ( 11 ) of the interfering body ( 2 ) and back part ( 4 ) in a region ( 19 ) of the back part ( 4 ) close to the central longitudinal axis ( 11 ) of the interfering body pers ( 2 ) and the back part ( 4 ) as well as in a distal end region ( 14 ) of the back part ( 4 ) facing away from the sturgeon near the inner wall of the measuring tube ( 8 ).
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| DE19740708A DE19740708C2 (en) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | Transducer for vortex flow meters |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |