DE2019146B2

DE2019146B2 - FLUIDIC SENSING DEVICE FOR MEASURING A SPEED COMPONENT OF A FLUID FLOW

Info

Publication number: DE2019146B2
Application number: DE19702019146
Authority: DE
Inventors: Robert F. Silver Spring Turek, Md. (V.StA.)
Original assignee: Bowles Fluidics Corp., Silver Spring, Md. (V.StA.)
Priority date: 1969-04-21
Filing date: 1970-04-21
Publication date: 1972-09-14
Also published as: GB1318993A; JPS4938750B1; GB1318992A; DE2019146A1; AU1393570A; ZA702599B; FR2039320B1; FR2039320A1; CA985527A

Description

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richtung der Meßstrahl aus einer in der Fluioströmung geschwindigkeit {V_strBmung) ausgestoßen. Das Fluid eingetauchten Düse austreten und an einemPaar kon- kann beispielsweise aus Umgebungsluft bestehen, in zentnscher Einlaßöffnungen aufgenommen werden. welchem Falle die Abfüllvorrichtung 10 als Wind-Ferner kann das Paar konzentrischer Einlaßnff- geschwindigkeits-Meßvorrichtung arbeitet. In diesem nungen fluchtend zur Geschwindigkeitskomponente 5 Falle kann das Fluid des Meßstrahls ebenfalls aus liegen, und die äußerste Einlaßöffnung des Paares Luft bestehen. Die Geschwindigkeit des Meßstrahls kann der konzentrischen Einlaßöffnung ein Fluid- 15 an der Einlaßöffnung 13 ist eine Funktion von ausgangssignal liefern. V_strämunB. Insbesondere weist in ruhender LuftDirection of the measuring beam is ejected from a velocity (V _flow ) in the fluid flow. The fluid-immersed nozzle emerge and at a pair can consist, for example, of ambient air, be received in central inlet openings. in which case the filling device 10 can operate as a wind-further, the pair of concentric inlet nff- speed measuring devices. In this case, in alignment with the velocity component 5, the fluid of the measuring beam can also be from, and the outermost inlet opening of the pair can consist of air. The speed of the measuring beam can deliver a fluid to the concentric inlet opening 13 at the inlet opening 13 is a function of the output signal. V _strämunB . In particular, points in still air

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin- (y_strOmwtg = 0) die Meßstrahlgeschwindigkeit bei derAccording to a further embodiment of the invention (y _strOmwtg = 0) the measuring beam speed at the

dung tritt em zweiter Meßstrahl in einer Richtung io Aufnahme durch die Einlaßöffnung 13 einen be-dung occurs em second measuring beam in one direction io recording through the inlet opening 13 a certain

aus, die entgegengesetzt zum ersten Meßstrahl liegt, stimmten vorgegebenen Wert auf, welcher anschlie-which is opposite to the first measuring beam, matched the given value, which is then

und sowohl der erste wie der zweite Meßstrahl wird ßend als Zustandsgeschwindigkeit bezeichnet wird,and both the first and the second measuring beam are referred to as the state velocity,

durch zugeordnete Empfänger aufgenommen, um Falls sich die Umgebungsluft oder der Wind mit derRecorded by assigned receivers, in case the ambient air or the wind changes with the

zwischen den Empfängern ein Differentialdruck- gleichen Geschwindigkeit wie der Meßstrahl 15 be-a differential pressure between the receivers - the same speed as the measuring beam 15

signal als Funktion der Größe der Geschwäidigkeits- ₁₅ wegt, steigt die Geschwindigkeit von zumindest einemsignal moves as a function of the size of the Geschwäidigkeits- _15, the speed increases of at least one

komponente zu liefern. _{Teil des durch die} Einlaßöffnung 13 aufgenommenencomponent to deliver. _{Part of the received through the} inlet port 13

Diese Anordnung entspricht einer Brückenschal- Strahls an, und falls die Geschwindigkeit der Umtung und hat den Vorteil, daß ein Differentialdruck- gebungsluft in einer Richtung fließt, die dem Meßsignal geliefert wird, welches einen Nullpunkt auf- strahl 15 entgegengesetzt liegt, so nimmt die Gewsist, der unempfindlich gegenüber Änderungen im _ao schwindigkeit jenes Meßstrahlteils, der von der Ein-Meßstrahldruck ist. Darüber hinaus weist die Anord- laßöffnung 13 aufgenommen wird, ab. Dieser Umnung mit zwei Einheiten durch Lieferung eines stand wird in Verbindung mit der folgenden Beschrei-Differentialdrucksignals eine im wesentlichen lineare bung der Fig. la klarer verständlich.
Beziehung zwischen Druck und Geschwindigkeit auf, I_n Fi g. 1 a ist das Geschwindigkeitsprofil des aus i:nd zwar als Folge des Umstandes, daß die nicht- ₃₅ der Düse 11 austretenden Meßstrahls 15 schematisch lmearen Anteile in jeder Einheit sich genau korn- an vier verschiedenen Stellen angegeben, nämlich an pensieren. der Austrittsmündung der Düse 11 und an den StellenThis arrangement corresponds to a bridge scarf jet, and if the speed of the reversal has the advantage that a differential pressure generating air flows in a direction which is supplied to the measuring signal which is opposite to a zero point jet 15, then the conscience takes , which is insensitive to changes in the _ao speed of that measuring beam part which is of the one measuring beam pressure. In addition, the arrangement opening 13 is received. This conversion with two units by supplying a stand is in connection with the following description differential pressure signal an essentially linear exercise of FIG. 1a more clearly understandable.
Relationship between pressure and speed on, I _n Fi g. 1 a is the velocity profile of from i: nd as a consequence of the fact that the _non-35 of the nozzle 11 emerging measuring beam 15 schematically lmearen shares exactly grain specified in each unit in four different places, namely to compensate. the outlet mouth of the nozzle 11 and at the points

Die Erfindung wird anschließend an Hand eines X₁, X₂ und X., die nacheinander stromabwärts derThe invention is then carried out on the basis of an X ₁ , X ₂ and X., which are placed one after the other downstream of the

Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt Düse 11 angeordnet sind. Ein zentraler, im wesen-Embodiment described. It shows nozzle 11 are arranged. A central, essentially

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfin- ₃₀ liehen konisch ausgebildeter Kern 17 erstreckt sichFig. 1 is a schematic representation of the invented ₃₀ borrowed conical core 17 extends

dungsgemäßen Fluidik-Abfühlvonichtung, näherungsweise um einen Betrag von sechs Düsen-appropriate fluidic sensing device, approximately by an amount of six nozzle

F1 g. 1 a eine schematische Darstellung des Ge- weiten abstromseitig der Düse 11, wobei der DruckF1 g. 1 a is a schematic representation of the widths downstream of the nozzle 11, with the pressure

schwindigkeitsprotils eines Fluidstrahls an verschie- und die Geschwindigkeit im Kern im wesentlichenvelocity protile of a fluid jet at different and the velocity in the core essentially

denen abstromseitig gelegenen Stellen, gegenüber dem Druck und der Geschwindigkeit imthe downstream locations, compared to the pressure and speed in the

F i g. 2 und 3 jeweils schematische DarsteUungen ₃₅ Gesamtstrom an der Austrittsmündung der Düse 11 von abgeänderten erfindungsgemäßen Fluidik-Ab- unverändert sind. In anderen Worten, an der Ausfühlvorrichtungen, trittsmündung der Düse 11 befindet sich der Gesamt-F i g. 2 and 3 each schematic representations _{35 of the} total flow at the outlet opening of the nozzle 11 of modified fluidics according to the invention are unchanged. In other words, at the sensing device, the orifice of the nozzle 11 is the total

F1 g. 4 eine schematische Darstellung einer erfin- strom 15 innerhalb des Kerns 17, und der Geschwindungsgemäßen zweiseitig wirkenden Fluidik-Abfühl- digkeitsgradient ist über die gesamte Breite des Meßvorrichtung mit Gegentakt-Ausbildung, ₄₀ Strahls konstant. Stromabwärts der Düse 11 ist derF1 g. 4 a schematic representation of an inventive flow 15 within the core 17, and the velocity-related bilateral fluidic sensing gradient is constant over the entire width of the measuring device with push-pull design, ₄₀ jet. Downstream of the nozzle 11 is the

F i g. 5 eine Kurvendarstellung des dynamischen Geschwindigkeitsgradient des Meßstrahls nur innerDrucks über der Luftströmungsgeschwindigkeit, halb des Kerns 17 konstant; außerhalb des KernesF i g. 5 shows a graph of the dynamic speed gradient of the measuring beam only under pressure over the air flow velocity, half of the core 17 constant; outside the core

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer fällt der Geschwindigkeitsgradient ab, und zwar zu-Fig. 6 shows a further embodiment of the speed gradient falls, namely to-

erfindungsgemäßen Fluidik-Abfühlvorrichtung nach erst sehr schnell und dann mit einer Neigung, die sichfluidics sensing device according to the invention after first very quickly and then with a slope that increases

Fi g. 1, 45 mit zunehmender Trennung vom Kern verringert. AnFi g. 1.45 decreased with increasing separation from the nucleus. At

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer abge- der StelleX₁ weist daher ein verhältnismäßig großer7 is a schematic representation of a remote point X ₁ , therefore, has a relatively large one

änderten erfindungsgemäßen Fluidik-Abfühb'orrich- Quer-.chnitt des Meßstrahls eine maximale Geschwin-changed fluidic Abfühb'orrich- cross-section of the measuring beam according to the invention a maximum speed

tung und digkeit auf. An der Stelle X,, welche näherungsweiseperformance and life. At the point X ,, which approximately

F i g. 8 eine schematische Darstellung einer erfin- am Ende des Kerns 17 liegt, umfaßt der Bereich dungsgemäßen Fluidik-Abfühlvorrichtung, welche 50 konstanter Geschwindigkeit des Geschwindigkeitssowohl ein Parallelstrom- wie auch ein Querstrom- profils einen verhältnismäßig so schmalen Quer- ! Meßverfahren verwendet. bereich des Meßstrahls, daß man sich hier einem |F i g. 8 is a schematic representation of an inventive end of the core 17, the area comprises fluidic sensing device according to the invention, which is 50 constant speed or speed both a parallel flow as well as a cross flow profile have a comparatively narrow cross! Measurement method used. area of the measuring beam, that one is here to a |

In F i g. 1 der Zeichnungen ist eine mit Parallel- Punkt nähert, von welchem der Abfall des Geschwin- ] \ In Fig. 1 of the drawings is a parallel approaches with point from which the drop in the rate-] \

strom arbeitende Fluidik-Abfühlvorrichtung 10 dar- digkeitsgradienten mit fallender Neigung beginnt. \ \ Current-working fluidics sensing device 10 begins to show a drought gradient with a falling slope. \ \

gestellt, welche eine Düse 11 und eine Einlaßöffnung 55 Das bekannte glockenförmig ausgebildete Geschwin- \ \ placed, which has a nozzle 11 and an inlet opening 55 The well-known bell-shaped speed \ \

13 aufweist, welche hinter der Düse angeordnet ist. digkeitsprofil ist hier offensichtlich. Jenseits X₂, bei- j13, which is arranged behind the nozzle. The ability profile is obvious here. Beyond X ₂ , at- j

Eine Fluidquelle P + ist an die Düse 11 angeschlos- spielsweise bei X₃, fließt kein Anteil des Meßstrahls jA fluid source P + is connected to the nozzle 11, for example at X ₃ , no portion of the measuring beam j flows

sen, welche einen Meßstrahl 15 gegen die Einlaß- 15 mit der Austrittsgeschwindigkeit des Meßstrahls j fsen, which a measuring beam 15 against the inlet 15 with the exit speed of the measuring beam j f

öffnung 13 richtet. In der in F i g. 1 dargestellten 15, und das Geschwindigkeitsprofil weist, obwohl esopening 13 aligns. In the in F i g. 15 shown in Fig. 1, and the speed profile has, although it

Anordnung ist die Einlaßöffnung 13 koaxial zur Düse 60 eine Glockenform besitzt, eine kleinere maximaleArrangement is the inlet opening 13 coaxial with the nozzle 60 has a bell shape, a smaller maximum

11 angeordnet und ist etwas kleiner als der Quer- Geschwindigkeit auf.11 and is slightly less than the transverse speed.

schnitt der Düse 11. Die dargestellten Relativgrößen Der Grund für die Änderung in der Ausbildung und Richtungen der Einlaßöffnung und der Düse des Geschwindigkeitsprofils als Funktion des stromsind nicht im einschränkenden Sinne zu verstehen; abwärts liegenden Abstands von der Düse liegt im dieses Merkmal wird an späterer Stelle im einzelnen 65 viskosen Schereffekt, welcher durch die den Meßbesprochen, strahl 15 umgebende Luft erzeugt wird. Diese viskoseSection of the nozzle 11. The relative sizes shown The reason for the change in the training and directions of inlet opening and nozzle are the velocity profile as a function of the flow not to be understood in a limiting sense; downward distance from the nozzle is in this feature is discussed in detail later on in the viscous shear effect, which is jet 15 surrounding air is generated. This viscous

Der Meßstrahl 15 wird in einer Richtung parallel Scherwirkung verursacht eine Verbreiterung desThe measuring beam 15 is parallel in a direction causing a broadening of the shear

zur Komponente der zu messenden Fluid-Strömungs- Meßstrahls, wodurch der Kern 17 mit maximalerto the component of the fluid flow measuring beam to be measured, whereby the core 17 with maximum

Geschwindigkeit verengt und der Meßstrahl in seiner schnitt der Kurvet, in welchem der PunktQ verGeschwindigkeit verrringert wird. Befindet sich die schoben wurde, im wesentlichen einen stärker linea-Einlaßöffnung 13 der F i g. 1 innerhalb des Kerns 17, ren Verlauf aufweist als der Bereich der Kurve für so hat die Fluidströmung (V_stro_mun!l) wenig oder kei- die geringe Strömungsgeschwindigkeit. Insbesondere nen Einfluß auf den von der Einlaßöffnung gemesse- 5 besitzt die Kurve A eine endliche Neigung, wenn im nen Fluiddruck. Der Grund dafür liegt darin, daß die Bereich des Punktes Q der Wert für V_strömung Null Fluidströmung den Kern 17 nicht merklich beein- ist, während bei einem Pitot-Rohr mit einem Ruheflußt. Es ist daher notwendig, daß die Einlaßöffnung zustandspunkt der Geschwindigkeit gleich Null, die derart angeordnet ist, daß sie nicht den Kern 17 des Steigung den Wert Null besitzt, wenn V_SMimung Meßstrahls 15 aufnimmt. Diese Bedingung kann io Null ist.The speed is narrowed and the measuring beam intersects the curve in which the point Q is reduced. There is essentially a more linear inlet port 13 of FIG. 1 within the core 17, the course of the fluid flow (V _str o _{mun! L} ) has little or no flow velocity at all than the area of the curve for so. In particular, curve A has a finite slope when the fluid pressure is measured at the inlet port. The reason for this is that the area of the point Q, the value for V _flow zero, fluid flow does not noticeably affect the core 17, whereas in a pitot tube with a quiescent flow. It is therefore necessary that the zero velocity inlet opening be positioned so that it does not have the core 17 of the zero slope when V _SMimung takes up the measuring beam 15. This condition can io zero.

erfüllt werden, indem entweder die Einlaßöffnung 13 Aus der vorausgehenden Beschreibung ist ersicht-be met by either the inlet port 13 from the preceding description is evident-

stromabwärts der Stelle^ angeordnet ist, oder indem lieh, daß eine wachsende Umgebungs-Strömungsge-downstream of the point ^, or by lending that a growing ambient flow

alternativ die Einlaßöffnung 13 nicht fluchtend zur schwindigkeit (K_iStrtmi,_ni) in Richtung des Meßstrahlsalternatively, the inlet opening 13 is not aligned with the speed (K _iStrtmi , _ni ) in the direction of the measuring beam

Düse 11 angeordnet wird. Dabei ist es von Bedeu- 15 gemäß F i g 1 einen wachsenden dynamischenNozzle 11 is arranged. According to FIG. 1, it is important to have a growing dynamic

tung, daß der Druck im Kern 17 in erster Linie eine 15 Druck in der Einlaßöffnung 13 (Ρ_αιω) erzeugt. In ähn-device that the pressure in the core 17 primarily generates a 15 pressure in the inlet port 13 (Ρ _αιω ). In similar-

Funktion des Meßstrahldrucks P + ist und nicht eine h'cher Weise erzeugt ein wachsender wert vonIs a function of the measuring jet pressure P + and does not produce an increasing value of in any way

Funktion der Geschwindigkeit der Fluidströmung. V_str6ming in einer Richtung, die entgegengesetzt zuFunction of the velocity of the fluid flow. V _str6ming in a direction opposite to

Der gemessene Druck in einem Rohr, welches mit jenem des Meßstrahls 15 ist, einen fallenden Druck seiner öffnung stromaufwärts in einem Luftstrom P_aus. Der Bereich für V_strömung zwischen 0 + 96 km/h, liegt, ist quadratisch von der Geschwindigkeit der ao welcher in Fig. 5 in der Kurve A angegeben ist, aufgenommenen Luft abhängig. Diese Funktion ist unterstellt eine innige Kupplung zwischen V_strömung als Kurve A in F i g. 5 dargestellt. Die Kurve A zeigt und dem Meßstrahl 15. Das heißt, im angegebenen als quadratische Funktion eine sehr kleine Druck- Bereich für V_strömung wird angenommen, daß eine änderung, nämlich 3,26 mm Hg Überdruck als Folge Änderung von 16 km/h in V_strOmung eine Änderung einer Strömungsgeschwindigkeitsänderung von 0 auf »5 von 16 km/h in dem von der Einlaßöffnung 13 auf-96 km/h. Dies macht das Problem der Empfindlichkeit genommenen Meßstrahl erzeugt Dies stellt das Opdeutlich, welches bei der Verwendung von Pitotrohr- timum dar und ist in einem praktischen System nicht Druckmeßvorrichtungen zur Messung vonStrömungs- lOOVoig zu verwirklichen. Die Kupplung zwischen geschwindigkeiten in der Größenordnung von dem Umgebungsfluid und dem Meßstrahl ist in der 6,096 m/min oder 0,403 km/h auftritt; insbesondere 30 Tat abhängig von der relativen axialen Fluchtung erzeugt eine Änderung von 0,403 km/h in der Strö- der Düse 11 und der Einlaßöffnung 13. Die optimale mungsgeschwindigkeit am unteren Ende des Ge- axiale Lage der Einlaßöffnung 13 braucht für eine schwindigkeitsbereichs der Kurve A eine dynamische bestimmte Anordnung nicht jene zu sein, die eine Änderung· von 0,0007 mm Wassersäule, die auf der koaxiale Fluchtung mit der Düse erzeugt. Der Grund Kurve A nicht mehr wahrnehmbar ist Eine ziemlich 35 dafür liegt darin, daß die Scherkräfte oder Viskosiaufwendige Instrumentierung ist erforderlich, um tätskräfte- welche zwischen der Fluidströmung und derartige Druckänderungen festzustellen. Jedoch ver- dem Meßstrahl wirksam sind, im Bereich des Ranschiebt die Abführvorrichtung 10 der F i g. 1 wirk- des des Strahls ein Maximum aufweisen; damit tritt sam den Ruhezustand-Betriebspunkt Q gegenüber die maximale Einwirkung der Fluidströmung auf den der Geschwindigkeit Null und dem dynamischen 40 Meßstrahl 15 in der Nähe des Randes des Strahls Druck Null zur Geschwindigkeit der Strahlströmung, ein. Wird der Empfänger näher in axiale Fluchtung die von der Einlaßöffnung 13 in ruhender Luft aufge- mit der Düse gebracht, so verringert sich die Kuppnommen wird, d. h., wenn V_strömmg Null ist wodurch lung zwischen der Fluidströmung und demMeßstrahi, Vströmung ^{auf den} Punkt Q und nicht auf den Punkt und der Bereich von 0 ± 96 km/h für V_strömung wird (0,0) bezogen wird. In einem besonderen Ausfüh- 45 längs der Kurvet zusammengedrückt Jedoch verrungsbeispiel, das in Kurvet in Fig. 5 dargestellt ringert sich die Ruhezustands-Geschwindigkeit des ist, befindet sich der Ruhezustandspunkt Q bei von der Einlaßöffnung 13 aufgenommenen Meß-354 km/h. Mit anderen Worten, die Geschwindigkeit Strahls mit steigender Fehlfluchtung zwischen der des Teils des Luft-Meßstrahls (Vgi^), der bei Ab- Düse 11 und der Einlaßöffnung 13. Eine Verringewesenheit einer Umgebungsströmung in der den 50 rung der Ruhezustands-Geschwindigkeit verringert Strahl 15 umgebenden Luft von der Einlaßöffnung 13 den Gewinn der Vorrichtung, indem der Punkt Q aufgenommen wird, betragt 354km/h. Für diesen auf der Kurvet der Fig.5 nach unten verschoben Ruhezustandspunkt Q erzeugt eine Änderung der wird, ausgedrückt als dynamischer Druck, und nach Strömungsgeschwindigkeit von 96 km/h um den links, ausgedrückt als Strömungsgeschwindigkeit Punkt Q eine viel größere Druckänderung, als sie 55 Damit ist bezüglich des Gewinns eine Verringerung durch eine Windgeschwindigkeitsänderung von in Betracht zu ziehen, soweit die relative Fluchtung 96 km/h um den Geschwindigkeitsnullpunkt der zwischen der Düse 11 und der Einlaßöffnung 13 beKurve A erzeugt wird. Noch wichtiger ist jedoch der troffen ist Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß, Umstand, daß sehr geringe Änderungen von V_str6munv selbst wenn eine Verringerung der Kopplung zwium den Punkt Q ohne weiteres meßbare Änderungen 60 sehen der Fluidströmung und dem Meßstrahl eintritt, von P„a ergeben und die Verwendung einer einzigen der Bereich von fsbem«? noch ausreichend groß ist Meßvonichtung gestatten, um F_strönroii,-Ändenmgen und einen merkfich größeren Anstieg längs der von näherungsweise einigen Meter pro Minute bis zu Kurve A um den Punkt Q als um den Punkt (0,0) 96 km/h genau zu messen. aufweist Eine Meßvorrichtung, die nut parallelerThe measured pressure in a tube which is connected to that of the measuring beam 15, upstream in an air flow P _from a falling pressure of his mouth. The range for V _{flow is} between 0 + 96 km / h, is squarely dependent on the speed of the air taken in, which is indicated in curve A in FIG. 5. This function is assumed to be an intimate coupling between V _flow as curve A in FIG. 5 shown. The curve A shows and the measuring beam 15. That is, in the given as a quadratic function a very small pressure range for V _flow , it is assumed that a change, namely 3.26 mm Hg overpressure as a result of a change of 16 km / h in V _flow a change in a flow velocity change from 0 to »5 from 16 km / h in that from the inlet opening 13 to -96 km / h. This makes the problem of the sensitivity of the measuring beam generated. This makes the difference clear when using pitot tube timum and cannot be realized in a practical system for pressure measuring devices for measuring flow rates. The coupling between speeds on the order of the ambient fluid and the measuring beam occurs in the 6.096 m / min or 0.403 km / h; especially 30 act depending on the relative axial misalignment produces a change of 0.403 km / h in the currents of the nozzle 11 and the inlet opening 13. The optimum flow velocity at the lower end of the overall axial position of the inlet opening 13 need for a schwindigkeitsbereichs the curve A a dynamic particular arrangement not being that which produces a change · of 0.0007 mm of water column which is on coaxial alignment with the nozzle. The reason curve A is no longer perceptible. A fairly common reason for this is that the shear forces or viscous instrumentation is required in order to determine the forces between the fluid flow and such changes in pressure. However, the measuring beam is effective in the area of the pushing the discharge device 10 of FIG. 1 effect of the beam have a maximum; thus the quiescent operating point Q occurs compared to the maximum effect of the fluid flow on the zero speed and the dynamic measuring jet 15 in the vicinity of the edge of the zero pressure jet at the speed of the jet flow. If the receiver is brought closer to the axial alignment of the inlet opening 13 in still air with the nozzle, the coupling is reduced, that is, if V _{flow is} zero, whereby the position between the fluid flow and the measuring jet, V flow ^to point Q and is not related to the point and the range of 0 ± 96 km / h for V _flow is (0,0). In a particular execution 45 along the Kurvet compressed However verrungsbeispiel that Ringert shown in Kurvet in FIG. 5, the idle speed of the is, the idle state point Q is located at the inlet opening 13 recorded measurement-354 km / h. In other words, the speed of the jet with increasing misalignment between that of the part of the air measuring jet (Vgi ^), which is at nozzle 11 and the inlet opening 13. A diminution of an ambient flow in the 50 tion of the idle speed decreases jet 15 surrounding air from the inlet port 13, the gain of the device by including point Q is 354km / h. For this quiescent state point Q , shifted downwards on the curve in FIG. 5, a change is produced which, expressed as dynamic pressure, and after a flow velocity of 96 km / h around the left, expressed as flow velocity point Q, produces a much greater pressure change than 55 With regard to the gain, a reduction through a change in the wind speed of is to be taken into account, provided that the relative alignment 96 km / h around the zero speed point of the curve A between the nozzle 11 and the inlet opening 13 is generated. More importantly, however, it should be noted that, the fact that very small changes in V _str6munv even if a decrease in the coupling between the point Q sees readily measurable changes 60 in the fluid flow and the measuring jet occurs, from P " a result and the use of a single the range of fsbem «? The measuring device is still large enough to measure F _strönroii , -ändmgen and a noticeably greater increase along the line from approximately a few meters per minute to curve A around point Q than around point (0.0) 96 km / h . has a measuring device, the nut parallel

Zusätzlich zu dem durch die vorausgehend erläu- 65 Strömung arbeitet, gestattet daher die Messung vonIn addition to the flow described above, it therefore permits the measurement of

terte Verschiebung des Punkts Q erzielten größeren niedrigen Windgeschwindigkehs-Änderungen, welcheLater shift of the point Q resulted in larger low wind speed changes, which

Gewinn (Druckänderung gegenüber Geschwindig- mit den üblichen Pitotrohr-Anordnungen nicht ofaneGain (change in pressure compared to speed - not ofane with the usual pitot tube arrangements

kehsändenmg) wird darauf hingewiesen, daß der Ab- weiteres meßbar sind.kehsändermg) it is pointed out that the further can be measured.

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Ein weiterer Punkt für eine Maximierung der tung 10 nach Fig. 1 darstellt. Die Abfühlvorrich-Kopplung zwischen der Fluidströmung und dem tung 30 weist eine Düse 31 auf, welche einen Meß-Meßstrahl 15 liegt in der abstromseitigen Lage der strahl 35 gegen ein Paar konzentrischer Einlaßöff-Einlaßöffnung 13. Je langer der Abstand zwischen nungen 33 und 37 richtet, die beide koaxial fluchder Düse 11 und der Einlaßöffnung 13 ist, um so 5 tend zur Düse 31 angeordnet sind, wobei sich die größer ist offensichtlich die Kopplung zwischen Einlaßöffnung 37 im Innern der Einlaßöffnung 33 ^vstmmung ^und dem Meßstrahl 15. Jedoch sinkt bei befindet. Man kann annehmen, daß die äußere Einsehr großen Abständen die Geschwindigkeit längs Iaßöffnung33 die gleiche Funktion wie die Einlaßder Mittellinie auf einen sehr niedrigen Wert, wo- öffnung 23 in F i g. 2 ausführt, d. h., die Einlaßöffdurch der Gewinn der Meßvorrichtung merklich io nung 33 ist gegenüber dem Meßstrahl 35 außermittig verringert wird. Die Wirkung besteht darin, daß der angeordnet und nimmt daher jenen Teil des Strahls Punkt Q nach unten und links längs der Kurve A auf, welche enger mit V_stTömung gekoppelt ist. Infolge verschoben wird. Als Grenzwert würde Q sich einen der ringförmigen Ausbildung der Einlaßöffnung 33 Druck und einer Geschwindigkeit Null nähern, in nimmt diese einen größeren Anteil des Meßstrahls 35 welchem Falle die Abfuhlvorrichtung 10 nicht besser 15 auf, als die Einlaßöffnung 23 vom Meßstrahl 25 aufarbeiten würde als eine einfache Pitotrohr-Anord- nimmt. Die ringförmige Einlaßöffnung 23 kann daher nung. Die Optimierung des Abstandes zwischen Düse als eine Maßnahme zur Maximierung der Strömung und der Abfuhlvorrichtung muß daher in der jewei- in jenen Fällen angesehen werden, wo die vom Signal ligen Anwendung, in welcher die Abfuhlvorrichtung P_ms gespeiste Last einen hohen Strömungsbedarf 10 verwendet wird, in Betracht gezogen werden. 20 aufweist.Another point for maximizing the device 10 according to FIG. 1 represents. The Abfühlvorrich coupling between the fluid flow and the device 30 has a nozzle 31, which a measuring measuring beam 15 is in the downstream position of the beam 35 against a pair of concentric Einlaßöff-inlet opening 13. The longer the distance between openings 33 and 37 is directed , both coaxial fluchder nozzle 11 and the inlet opening 13 is disposed so as to 5 tend to nozzle 31, with the greater apparent, the coupling between inlet opening 37 inside the inlet opening 33 stmmung ^v ^an d the measuring beam 15. However, decreases in is located. It can be assumed that the outer one very large distances the velocity along port 33 performs the same function as the inlet of the center line to a very low value, where port 23 in FIG. 2 executes, that is, the inlet opening by the gain of the measuring device noticeably io voltage 33 compared to the measuring beam 35 is reduced eccentrically. The effect is that the is located and therefore picks up that part of the jet point Q down and to the left along curve A which is more closely coupled to V _{st flow.} As a result is postponed. As a limit value, Q would approach one of the ring-shaped formation of the inlet opening 33 pressure and a speed of zero, in which case the sensing device 10 does not absorb a larger portion of the measuring beam 35 than the inlet opening 23 of the measuring beam 25 would work up as a simple one Pitot tube arrangement. The annular inlet port 23 can therefore voltage. The optimization of the distance between the nozzle as a measure to maximize the flow and the sensing device must therefore be viewed in those cases where the load supplied by the signal in which the sensing device P _{ms has} a high flow requirement 10, be considered. 20 has.

Ein weiterer zu berücksichtigender Punkt bei Ver- Das innere Empfängerrohr 37 kann entweder mitAnother point to consider with the inner receiver tube 37 can be either with

Wendung der Abfühleinrichtung 10 ist die Bemes- einer Auslaßöffnung verbunden sein, oder kann dazuTurning the sensing device 10 is the dimension of an outlet opening, or can be connected to it

sung der Düse 11. Die beste Wirksamkeit der Ab- verwendet werden, um ein Ausgangssignal als Funk-solution of the nozzle 11. The best effectiveness of the Ab- used to generate an output signal as a radio

fühlvorrichtung 10 wird im allgemeinen erhalten, tion von V_SMimuna zu liefern. Es sollte jedoch beach-Sensing device 10 is generally obtained from V _SMimuna . However, it should be noted

wenn der Meßstrahl 15 unter allen Betriebsbedin- 25 tet werden, daß die von der Einlaßöffnung aufge-if the measuring beam 15 is controlled under all operating conditions that the

gungen beim Empfang in der Einlaßöffnung 13 tür- nommene Strömung weniger eng mit V_strömung ge-the flow taken in the inlet opening 13 is less closely related to the _flow

bulent verläuft. Ist der Meßstrahl laminar oder in koppelt ist als die von der Einlaßöffnung 33 aufge-runs bulent. If the measuring beam is laminar or is coupled in than that received by the inlet opening 33

einem Übergang zwischen laminarer und turbulenter nommene Strömung und, falls sich die Einlaßöffnunga transition between laminar and turbulent flow assumed and, if the inlet opening

Strömung, so ist es wahrscheinlich, daß merkliche 37 nicht abstromseitig des konstante Geschwindig-Flow, it is probable that noticeable 37 not downstream of the constant velocity

Ubergangsänderungen im Geschwindigkeitsprofil auf- 30 keit aufweisenden Kern des Meßstrahls 35 befindet,Transition changes in the velocity profile are located on the core of the measuring beam 35, which has 30 speed,

treten. Diese Erwägung, zusammen mit der ge- wird in der Einlaßöffnung 37 bei sich ändernderstep. This consideration, together with that in the inlet opening 37, changes

wünschten Ruhezustands-Strahlgeschwindigkeit und V_striimung keine merkliche Druckänderung auftreten,the desired quiescent jet velocity and _{flow rate,} no noticeable pressure change occurs,

dem Abstand zwischen Düse 11 und der Einlaßöff- _t Es ist selbstverständlich erwünscht, die Strömungs-the distance between the nozzle 11 and the Einlaßöff- _t It is of course desired, the flow

nung 13, bestimmt den Mindest-Düsendurchmesser. kapazität der Abfühleinrichtung 10 der F i g. 1 zution 13, determines the minimum nozzle diameter. capacity of the sensing device 10 of FIG. 1 to

Zweckmäßige Durchmessergrößen für die Düse 11 35 erhöhen, ohne daß die Einlaßöffnung nichtfluchtendAppropriate diameter sizes for the nozzle 11 35 increase without the inlet opening being out of alignment

liegen in der Größenordnung von 1,6 mm. angeordnet ist und ohne daß eine ringförmige Ein-are on the order of 1.6 mm. is arranged and without an annular inlet

Die Einlaßöffnung 13 wird entsprechend der laßöffnung vorgesehen wird, und dies kann durchThe inlet opening 13 is provided corresponding to the inlet opening, and this can through

Größe des Meßstrahls 15 bemessen, welcher an der Erhöhung von P+ im gewünschten Ausmaß erreichtDimension the size of the measuring beam 15, which reaches the desired extent at the increase of P +

Einlaßöffnung 13 aufgenommen werden soll. Dies werden.Inlet opening 13 is to be added. This will be.

ist in erster Linie eine Funktion der Belastung, wel- 40 In F i g. 4 ist eine zweiseitig arbeitende oder Ge-is primarily a function of the load, which is 40 In FIG. 4 is a bilateral working or

che durch das P_olIS-Signal gespeist wird, wobei bei gentakt-Abfühlvorrichtung dargestellt, wobei zwei _{surface is} fed by the P olIS signal, shown at gentakt-sensing device, with two

größerer Belastung eine größere Einlaßöffnung 13 Abfühlvorrichtungen 40 und 50 derart angeordnetlarger load a larger inlet opening 13 sensing devices 40 and 50 so arranged

vorgesehen werden muß. sind, daß zwei Meßstrahlen 45 und 55 parallel zumust be provided. are that two measuring beams 45 and 55 are parallel to

In F i g. 2 ist eine etwas abgeänderte Abfühlein- V_stTömung, aber in entgegengesetzten Richtungen ausrichtung 20 dargestellt, welche eine Düse 21 auf- 45 gestoßen werden. Dabei wird das Druckfluid P+ weist, die einen Meßstrahl 25 abgibt welcher seiner- jeder der Düsen 41 und 51 zugeführt, welche ihrerseits teilweise von einer Einlaßöffnung 23 aufgenom- seits jeweils Meßstrahlen 45 und 55 abgeben. Dei men wird. Der Unterschied zwischen der Abfühlein- Meßstrahl 45 wird von der Einlaßöffnung 43 und dei richtung 10 der F i g. 1 und der Abfühleinrichtung 20 Meßstrahl 55 von der Einlaßöffnung 53 aufgenom· der F i g. 2 besteht darin, daß die Düse 21 und die 50 men. Die Anordnung nach F i g. 4 bietet zwei wich· Einlaßöffnung 23 axial nicht fluchtend angeordnet tige Vorteile gegenüber der einseitig wirkenden Ab sind, um auf diese Weise die Kopplung zwischen fühlvorrichtung der Fig. 1. Insbesondere weist dei V_strömunB und dem Meßstrahl 25 in einer gegebenen zweiseitig arbeitende Schaltkreis der Fig. 4 bei An Strömungs-Abfühleinrichtnng zu optimieren. Wie derungen im gemeinsamen Speisedruck P+ kein< vorausgehend erläutert wurde, liegt bei einer derar- 55 Null-Verschiebung auf. Das heißt, der Differential tigen Fehlfluchtang die Neigung vor, daß der Ge- Ausgangsdruck, Δ P₀^₅ an den Empfangerrohren 41 winn verkleinert wird, weil dadurch der Punkt Q auf und 53 weist den Wert Null auf, wenn V_stTöm^ NuI der Kurve A der Fi g. 5 nach unten und links vct- ist, unabhängig vom Wert von P+. Der zweite" Vor schoben wird. Der Vorteil dieser Anordnung besteht teil der Anordnung nach F i g. 4 besteht darin, dal jedoch darin, daß die Geschwindigkeit des von der 60 zwischen dem Differential-Ausgangsdruck AP nn< Einlaßöffnung aufgenommenen Meßstrahls empfind- V_stT6mnna eine genaue lineare Beziehung vorhandei licher auf Geschwindigkeitsänderungen V_ström._ing an- ist Diese Linearität ist darin begründet, daß die je spricht, als dies für cae Abfühleinrichtung 10 der weiligen bei den Abfühlvorrichtungen 40 nad 5( Fig. 1 der Fall ist Auf diese Weise wird der Ver- vorhandenen Nichtlmearitäten einander aufheben lust an Gewinn, welcher als Folge der Verschiebung «5 wenn ihre jeweiligen Ausgangsdrücke subtrahier des Punktes Q auftritt, weh mehr als wettgemacht werden, um JP_e zu liefern. Die vorausgehend aufIn Fig. _FIG . 2 shows a somewhat modified sensing flow, but shows an orientation 20 in opposite directions, which a nozzle 21 is pushed open. In this case, the pressure fluid P + is exhibited, which emits a measuring jet 25 which is fed to each of the nozzles 41 and 51, which in turn emit measuring jets 45 and 55, respectively, partially received by an inlet opening 23. Dei men will. The difference between the sensing measuring beam 45 is determined by the inlet port 43 and the direction 10 of FIG. 1 and the sensing device 20, the measuring beam 55 is recorded by the inlet opening 53. FIG. 2 is that the nozzle 21 and the 50 men. The arrangement according to FIG. 4 offers two more · inlet opening 23 not axially aligned term advantages over the single-acting Ab are, to in this manner the coupling between the sensing device of Fig. 1. In particular, dei V _strömunB and the measuring beam 25 in a given two-sided working circuit of Figure 4 to optimize the flow sensing device. As changes in the common feed pressure P + no <was previously explained, there is such a zero shift. That is to say, the differential term misalignment tends to decrease the output pressure, Δ P ₀ ^ ₅ at the receiver tubes 41 , because as a result, point Q and 53 have the value zero when V _stTöm ^ NuI der Curve A of FIG. 5 down and left is vct-, regardless of the value of P +. The second is pushed "before. The advantage of this arrangement is part of the arrangement according to F i g. 4 is dal, however, is that the velocity of <inlet opening 60 between the differential output pressure AP nn sensitive received measuring beam V _stT6mnna an exact linear relationship is available to changes in speed V _flow . _ing an- This linearity is due to the fact that the ever speaks, as is the case for cae sensing device 10 of the current one in sensing devices 40 and 5 (Fig. 1 In this way the lack of non-linearities will cancel each other's lust for gain, which occurs as a consequence of the shift «5 when their respective output pressures subtract the point Q , which will be more than made up for to provide JP _e

In F i g. 3 ist eine Abfühleinrichtung 30 dargestellt, geführten Vorteile der Anordnung nach F i g. 4 werIn Fig. 3 shows a sensing device 30, guided advantages of the arrangement according to FIG. 4 who

welche eine weitere Abänderung der Abfühlvorrich- den in Verbindung mit F i g. 5 weiter verständlicliwhich is a further modification of the sensing devices in connection with FIG. 5 further understandable

Die Kurve A stellt den dynamischen Druck über der paralleler Strömung arbeitende Abfüllvorrichtung 60 Strömungsgeschwindigkeit für die Abfühlvorrichtung dargestellt in welcher ein hohles Element 62 verwen-40 der F i g. 4 dar, und die Kurve B, welche ein Spie- det wird. Die vorausgehend beschriebene Abfühlvorgelbild der Kurve A ist, stellt den dynamischen Druck richtung stellt in erster Linie ein einachsiges Instruüber der Strömungsgeschwindigkeit bezüglich der 5 ment dar, d. h., die Abfühlvorrichtung mißt die Abfühlvorrichtung 50 dar. Δ P_ttUS wird erhalten, in- Fluidströmung längs einer einzigen Achse. Es ist dadem für jeden Wert von V_sirgmung die Kurve B von her manchmal entsprechend den Umgebungsbedinder Kurve A abgezogen wird. Die Kurven A und B gungen der jeweiligen Abfühlvorrichtung erforderschneiden sich im Punkt Q, d. h. dem Ruhezustands- lieh, eine Einrichtung zur Isolierung der Abfühlvor-Betriebspunkt, für welchen io richtung von solchen Umgebungsstrom-KomponentenCurve A represents the dynamic pressure versus the parallel flow filling device 60 flow rate for the sensing device shown in which a hollow member 62 is used 40 of FIG. 4, and curve B, which becomes a game. The Abfühlvorgelbild the curve A previously described, represents the dynamic pressure device is primarily a uniaxial Instruüber the flow rate with respect to the 5 ment is, that is, the sensing device measures the sensing device 50 represents. Δ P _TTUs is obtained in-flow of fluid along a single axis. It is because, for each value of V _sirung, the curve B is sometimes subtracted from the curve A according to the environmental conditions. The curves A and B curves of the respective sensing device intersect at point Q, ie the idle state, a device for isolating the sensing pre-operating point, for which direction from such ambient current components

_ jap _n vorzusehen, die sich von jenen längs der interessie-_ jap _n intended to differ from those along the lines of

"strömung ⁼ ° ^und ^A "am ~ ^ü · renden Achse unterscheiden. Die Abfühlvorrichtung "Flow ⁼ ° ^and ^A" on ~ ^u · Governing axis differ. The sensing device

Der Punkt Q wird durch P + bestimmt, wobei an- 60 übernimmt diese Aufgabe mittels eines hohlen genommen werden kann, daß sich eine Verringerung Elements 62, welches axial fluchtend mit der Richvon P+ so auswirkt, daß die Kurve B gegenüber der 15 tung der zu messenden Strömungskomponente ange-Kurve A nach links verschoben wird und bei einem ordnet ist. Die Düse 61 ist derart angeordnet, daß Anstieg von P+ nach rechts. Wie dies auch für die sie einen Meßstrahl 65 gegen die Einlaßöffnung 63 einseitig arbeitende Abfühlvorrichtung 10 nach in einer Richtung ausstößt, die parallel zur Achse F i g. 1 zutrifft, wird durch eine Verringerung von des Elements 62 liegt. Jedes Ende des Elements 62 P+ der dynamische Ruhezustandsdruck an jeder der 20 ist mit einer Anzahl von Strömungsausgleichs-VorEinlaßöffnungen 43 und 53 auf einen Anstieg der richtungen in Gestalt von öffnungen 64 versehen, jeweiligen Kurven A und B mit kleinerer Neigung Der Grund für die Anordnung der Strömungsausverringert, wodurch der Gewinn in jeder der Abfühl- gleichs-Vorrichtungen besteht darin, daß einfache vorrichtungen um den gleichen Betrag verkleinert öffnungen an den Enden des Elements 62 nicht gcwird. Da die Brücke an den Düsen 41 und 51 immer as nau die gewünschte Komponente von V_str6mang er- £The point Q is determined by P + , and this task can be assumed by means of a hollow 60 that a reduction element 62, which is axially aligned with the direction of P +, acts so that the curve B is opposite to the direction of the measuring flow component is shifted curve A to the left and is assigned to a. The nozzle 61 is arranged so that P + rises to the right. As is the case for the sensing device 10, which operates on one side against the inlet opening 63, ejects a measuring beam 65 in a direction which is parallel to the axis F i g. 1 is true, by decreasing the element 62. Each end of the element 62 P + the dynamic rest pressure at each of the 20 is provided with a number of flow equalizing pre-inlet ports 43 and 53 on an increase in directions in the form of ports 64, respective curves A and B having a smaller slope Flow reduced, whereby the gain in each of the sensing equalizers is that simple devices are reduced by the same amount. Openings at the ends of element 62 are not made. Since the bridge at the nozzles 41 and 51 always _{produces exactly} the desired component of V str6mang

gleich groß sind und da angenommen wird, daß die fassen, wenn V_strömung im Winkel zur Achse des EIe- Jare of equal size and since it is assumed that they grasp when V _{flow is} at an angle to the axis of the EIe-J

Lage der Einlaßöffnung 43 gegenüber der Düse 41 mems 62 verläuft, weil eine einfache Rohröffnung JThe position of the inlet opening 43 opposite the nozzle 41 runs mems 62 because a simple pipe opening J

die gleiche wie die Lage der Einlaßöffnung 53 gegen- eine Strömungsverzerrung und Strömungstrennung Sthe same as the position of the inlet port 53 against flow distortion and flow separation S

über der Düse 51, ist es offensichtlich, daß die zwei- an der Lippe des Einlasses des Elements verursachen |above the nozzle 51, it is evident that the two cause |

seitig arbeitende Einrichtung nach F i g. 4 immer 30 würde. Die Strömungsausgleichs-Vorrichtungen 64 ίside working device according to fig. 4 would always be 30. The flow compensation devices 64 ί

einen Null-Ausgangsdruck J P_aus liefert, unabhängig verringern diesen Zustand, aber haben den Nachteil, Ia zero output pressure J P _from supplies, reduce independently this state, but have the disadvantage I

vom Wert von P+, sobald V_str6mvng den Wert Null daß Fläche für die zu messende Strömung verloren |of the value of P +, as soon as V _{str6mvng has} the value zero, the area for the flow to be measured is lost |

aufweist. geht. Jedoch verursacht der geringe Druckverlust,having. goes. However, the low pressure loss causes

Während die inhärent vorhandene Linearität von welcher auf der Verkleinerung der Fläche beruht, fWhile the inherent linearity of which is due to the reduction in area, f

■!Pm« gegenüber V_stTömui}g nicht ohne weiteres aus ₃₅ nicht merklich den Gewinn der Abfühlvorrichtung. F i g. 5 erkenntlich ist, wird diese Linearität bei Be- An Stelle einer einzigen Einlaßöffnung könntenIn comparison with V _{stTömui} g} not _{immediately from 35} not noticeable the gain of the sensing device. F i g. 5 can be seen, this linearity will be used instead of a single inlet port

trachtung der folgenden Analyse leicht verständlich: offensichtlich auch mehrere Einlaßöffnungen vorge-Die Kurve A kann algebraisch durch die Gleichung sehen werden, die im Kreis angeordnet sind, wobei y = αχ² dargestellt werden; die Kurve B kann alge- der Kreis-Mittelpunkt fluchtend mit dem Meßstrahl braisch durch die Gleichung 40 angeordnet ist. Ein Paar von gegenüberliegendenEasily understandable considering the following analysis: obviously several inlet openings also provided. The curve A can be seen algebraically by the equation, which are arranged in a circle, where y = αχ ² are represented; The curve B can generally be arranged by equation 40, the center of the circle is aligned with the measuring beam. A pair of opposite ones

_ j _ . Einlaßöffnungen mit dem höchsten Differentialdruck_ y _. Inlet ports with the highest differential pressure

y — αχ χ könnten durch einen Maximalsignal-Wähler ausge- y - αχ χ could be selected by a maximum signal selector

beschrieben werden. Die Veränderlichen y und χ in wählt werden, und dieses Empfangerpaar würde den diesen Ausdrücken sind den Koordinaten des dyna- Richtungswinkel von V_!i,_r6tmmg angeben,
mischen DmCkS(P₀^) und der Strömungsgeschwin- « In Fig. 7 ist eine weitere Abfühlvorrichtung 110 digkeit in F i g. 5 analog; α und b werden durch phy- beschrieben. Diese weist eine nicht dargestellte Düse sikalische Konstanten im System bestimmt. Der Wert und ein Paar Einlaßöffnungen 113 und 115 auf, die von JPeHä in Fig. 4 wird für jeden Wert von der zu messenden Strömung in der vorausgehend be- Vströmimg erhalten, indem lediglich die Kurve A von schriebenen Weise zugewandt sind, am eine Parallelder Kurve B beim entsprechenden Wert von ^s^^^,, 50 strommessung zu ermöglicihen. Wie die AbfShlvorgegenüber dem Ruhezustandspunkt Q subtrahiert richtung 60 gemäß F i g. 6, so verwendet die Abfühlwird. Durch Subtrahieren der mathematischen Aus- vorrichtung 110 ein hohles Element 112, um die gedrücke, welche die Kurven A und B darstellen, wird wünschte zu messende Komponente von Vs»»eeiuw ^za der Ausdruck isolieren. Strömungsansgleichs-Vorrichtungen 114 anto be discribed. The variables y and χ in are chosen, and this pair of receivers would give these expressions the coordinates of the dyna- directional angle of V _{! I} , _r6tmmg ,
mix DmCkS (P ₀ ^) and the flow rate. In FIG. 7, another sensing device 110 is shown in FIG. 5 analog; α and b are described by phy-. This has a nozzle, not shown, determines physical constants in the system. The value and a pair of inlet ports 113 and 115 , that of JPeHä in Fig. 4, are obtained for each value of the flow to be measured in the foregoing described by merely facing the curve A of the described manner, on a parallel to the curve B at the corresponding value of ^ s ^^^ ,, 50 to enable current measurement. How the AbfShlvor regarding the idle state point Q subtracts direction 60 according to FIG. 6, so the sensing is used. By subtracting the math alignment jig 110 a hollow element 112 to isolate the pressures representing curves A and B , the desired component to be measured is ^{isolated from Vs »» eeiuw za} the expression. Flow equalization devices 114 on

axt _ αχ2 + bx = bx ^K i^*³* ^Έηαε ^des Elements 112 erfüllen die gleiche ax _ αχ2 + bx = bx ^K i ^ * ³ * ^Έηαε ^of element 112 fulfill the same

Funktion wie die Strömungsausgleichs-VorrichtungenFunction like the flow equalization devices

•erhalten, welcher eine lineare Funktion von χ dar- 64 gemäß Fig. 6, nämlich eine Stromungsvejzernmg stellt. Der Unterschied zwischen den genannten Ans- und -trennung an der lippe des Einlasses des Bedrucken ist daher bezüglich χ oder V_strummg für alle ments 112 auf ein Mindestmaß zu verringern.
Werte von V_str6mmff gegenüber dem Ruhezustands- 60 Die Innenwände des Elements 112 bilden einen punktö linear. Venturi-Abschnia 116, welcher axial Ifings des He-• obtained, which represents a linear function of χ 64 according to FIG. 6, namely represents a flow curve. The difference between the mentioned separation and separation at the lip of the inlet of the printing is therefore to be reduced to a minimum with respect to χ or V _{strummg for all elements 112.}
Values of V _str6mmff compared to the state of rest- 60 The inner walls of the element 112 form a point linear. Venturi section 116, which axially ifings of the

Es wid darauf hingewiesen, daß die axial nicht- ments 112 angeordnet ist, wobei die Döse 111 und fluchtend angeordnete Ausbildung der Fig. 2 and die Einlaßöffnungen 113 und 115 in der Mitte des die ringförmige Einlaßöffnung nach Fig. 3 jeweils Venturi-Abschnitis angeordnet sind. Die Funktion m zweiseitig arbeitenden Abfuhlvorrichtungeii gemäß €5 des Venturi-Abschnittes besteht darin, die Kompoeiner Ausbildung nach Fig. 4 verwendet werden nente von K₈₄₁^₁₁₁₁₀₁,, zu verstärken, da diese Kompokönnen. nente mit dem von der Düse 111 abgegebenen MeB-It is pointed out that the axially non-element 112 is arranged, with the socket 111 and the flush arrangement of FIG. 2 and the inlet openings 113 and 115 being arranged in the middle of the annular inlet opening according to FIG. 3 in each case with the Venturi section . The function m two-sided working Abfuhlvorrichtungeii according € 5 of the venturi portion is the Kompoeiner embodiment according to Fig. 4 are used to amplify component of K ^ ₈₄₁ ₁₁₁₁₀₁ ,, since these Kompokönnen. component with the measurement emitted by the nozzle 111

In Fig.6 ist eine weitere erfindungsgemäße, mit strahl zusammenwirkt, wodurch die EmpfindlichkeitIn Fig.6 is another inventive, cooperates with beam, whereby the sensitivity

11 ' 1211 '12

der Abfühlvorrichtung vergrößert wird. Der Ven- Die für die Meßstrahlen in den Abfühlvorrichtunturi-Abschnitt 116 ist gegenüber den Enden des EIe- gen verwendeten Fluide müssen nicht die gleichen ments 112 symmetrisch angeordnet, damit die gleiche sein wie das Fluid für V_Sirumung. Falls die beiden Verstärkungs-Kennlinie für beide Flußrichtungen Fluide die gleiche Dichte aufweisen, hat das System durch das hohle Element vorhanden ist. 5 den Vorteil, unabhängig von Schwerkraftgradienten In F i g. 8 der Zeichnungen ist eine Fluidik-Ab- zu sein; jedoch können unterschiedliche Fluide verfüllvorrichtung 120 dargestellt, welche eine Parallel- wendet werden, falls die Bedingungen des Systems abtastung mit einer Querstrom-Abtastung kombi- dies verlangen.the sensing device is enlarged. The fluid used for the measuring jets in the sensing device section 116 is opposite the ends of the egg need not have the same elements 112 arranged symmetrically in order to be the same as the fluid for V _siruming . If the two gain characteristics for both directions of flow fluids have the same density, the system has existed through the hollow element. 5 has the advantage of being independent of gravity gradients in FIG. Figure 8 of the drawings is a fluidics outlet; however, different fluid filling devices 120 can be shown, which can be turned in parallel if the conditions of the system call for scanning to be combined with cross-flow scanning.

niert. Ein Paar von axial fluchtend angeordneten Bezüglich der Temperatur der Strömungen sind Düsen 121 und 122 wird mit einem Druckfluid P+ io verschiedene Gesichtspunkte zu beachten. Die mit versorgt, und die Düsen sind derart angeordnet, daß der Parallelstrom-Abfühleinrichtung verbundenen sie die jeweils koaxial aufeinandertreffenden Meß- Scherkräfte sind eine Funktion der effektiven Viskostrahlen 123 und 124 abgeben. Die Mcßstrahlen 123 sität der F_s,_ri„„_uni7-Fluidtemperatur und des Turbu- und 124 sind parallel zu der zu messenden Kompo- lenzgrades im Meßstrahl. Eine Änderung in der nente von V_slromunil angeordnet, und bei Fehlen von 15 F_s/r,₇„_t„_nB-Fluidtemperatui hat daher einigen Einfluß "strömung treffen sich die Strahlen in einem Punkt P. auf den Gewinn einer Parallelstrom-Anordnung; je-Vom Auftreffpunkt tritt ein Paar entgegengesetzt ge- doch hängt das Ausmaß, in welchem dies bcrückrichteter resultierender Fluidströme 125, 126 aus, sichtigt werden muß, von der zulässigen Temperadie radial unter einem Winkel abfließen, welcher von turempfindlichkeit des Systems ab, in welchem die den relativen Momenten der Meßstrahlen 123 und 20 Abfühlvorrichtung verwendet wird. Das gleiche gilt 124 abhängt. Entsprechend zur bisherigen Beschrei- für Änderungen in der Meßstrahltemperatur, welche bung der F i g. 8 ist ersichtlich, daß die Anordnung sich in einigen Fällen bei Änderung der Temperatur einem Fluidik-Aufprallmodulator ähnlich ist. der Meßstrahlquelle stärker ändert als die V_s/röm„_n(,-Ein erstes Paar von Ausgangsleitungen 127, 128 Fluidtemperatur. Es kann zweckmäßig sein, die Meßnimmt den Strom 125 auf und liefert einen Ausgangs- 25 strahlquelle auf eine kleinere Temperatur abzuküh-Differentialdruck als Funktion der Lage des Stroms len, um damit diese Änderung zu verkleinern. Dies 125. Ein zweites Paar von Ausgangsleitungen 129 hängt wiederum vom Gesamtsystem ab.
und 130 nimmt den Strom 126 auf und liefert als In einer Querstrom-Anordnung ändert sich das Funktion der Lage des Stroms 126 einen Differen- Strahlmoment nicht mit der Temperatur. Jedoch äntialdruck. 30 dert sich bei festliegender Geschwindigkeit das Mo-Ist während des Betriebes V_Sirbmung Null, so wird ment von F_S(remun(,-Fluid, und zwar umgekehrt mit der Aufprallpunkt P gegenüber den Ausgangsleitun- der Quadratwurzel der Temperatur. Dies verursacht gen 127 und 128 und gegenüber den Ausgangslei- eine Änderung in der Abfühlvorrichtung, und daher tungen 129 und 130 zentriert. Die resultierenden muß diese Wirkung in gewissen Anwendungen der Ströme 125 und 126 werden daher gleichmäßig zwi- 35 Abfühlvorrichtung berücksichtigt werden,
sehen ihren jeweiligen Ausgangsleitungen aufgeteilt Eine andere Bedingung, die beim Einsatz der er- und ein Druckdifferential Null erscheint an beiden findungsgemäßen Abfühlvorrichtungen beachtet wer-Paaren von Auslaßleitungen. Es sei angenommen, den muß, ist der statische Umgebungsdruck. Werden daß eine Komponente von V_strömung nach rechts ge- beispielsweise die beschriebenen Abfühlvorrichtungen richtet ist, wie aus F i g. 8 ersichtlich, so wirkt Fluid 40 als Windmeß-Vorrichtungen verwendet, so ist der Momit V_str6mung mit den Meßstrahlen 123 und 124 in mentfluß sowohl des Windes wie auch des Meßstrahls der vorausgehend in Verbindung mit der Parallel- eine Funktion der jeweiligen Luftdichten, die ihrersUum-Abr-üh!einrieht!ing beschriebenen Weise zu- seits teilweise durch den statischen Luftdruck besammen. Infolgedessen erfährt das Fluid im Meß- stimmt werden. Dieser Druck ändert sich selbstvcrstrahl 123 einen Geschwindigkeitsanstieg und das 45 ständlich mit der Höhe. Ist die Anlage in erster Linie Fluid im Meßstrahl 124 einen Geschwindigkeitsab- zur Verwendung auf ebener Erde bestimmt so änfall. Damit wird eine Verschiebung des Aufprall- dert sich der statische Druck nicht über einen weiten punkts P nach rechts in einem Umfang erreicht wel- Bereich. Jedoch kann in Flugzeugen die Abfühlvorcher durch die Größe von V_strSmmg bestimmt ist Die richtung in Höhen in der Größenordnung von 3 km resultierenden Ströme 125 und 126 treten daher von 50 oder mehr über dem Meeresspiegel verwendet werverschobenen Aufprallpunkten aus, wodurch der den, und dieser Punkt muß daher mindestens im Druck in den Ausgangsleitungen 128 und 130 erhöht betrachteten Umfang berücksichtigt werden,
und der Druck in den Ausgangsleitungen 127 und Die dynamische Druckhöhe des Windes und sein 129 verringert wird. Zusätzlich werden die resultie- Momentfiuß ändern sich bei einer gegebenen Gerenden Ströme 125 und 126 gemäß Fig. 8 durch 55 schwindigkeit direkt mit dem Umgebungsdruck. Die ^vströmung ^nacn rechts abgelenkt wodurch der Druck Meßstrahlgeschwindigkeit ändert sich umgekehrt zur in den Leitungen 128 \vaä 130 weiter erhöht und der Quadratwurzel des Umgebtmgsdrucks bei einem kon-Druck in den Leitungen 127 und 129 verringert wird. stanten Druck P+, aber der Momentfluß des Meß-Die kombinierte Paralislstrom- und Querstrom-Ab- Strahls bleibt konstant Die Verbindung dieser Wirfühlung liefert einen stirk verstärkten Ausgang ge- 60 kungen mit den genannten vorausgehenden Betrachgenüber der V_stTömm,_g-¥jsaD3isnc für die Abfühlein- tungen bezüglich der Parallelstroni- und Querstromrichtung 120. Anordnungen führt zu den folgenden allgemeinen Das Abfühlvermögen der Abführvorrichtung 120 Folgerungen: Die Paraflelstrom-Abfimlvoniehtung ist doppelt gerichtet in dem Sinne, daß Strom nach hält einen konstanten Gewinn bei sich ändernder links in F i g. 8 höhere Drücke in den Leitungen 127 65 Höhe aufrecht Die Meßstrablgeschwindigkek an der und 129 ergibt während eine Strömung nach rechts Düse steigt bei einer konstanten Druckeinspeisung, höhere Drücke in den Leitungen 128 und 130 er- wodurch eine proportionale Erhöhung im Gewinn zeugt der Vorrichtung trt Der Gewinnn ist jedoch einned. A pair of axially aligned nozzles 121 and 122 are to be taken into account with a pressure fluid P + io with regard to the temperature of the flows. The supplied with, and the nozzles are arranged in such a way that they connected to the parallel flow sensing device emit the measuring shear forces that coaxially meet each other are a function of the effective viscous jets 123 and 124. The measuring rays 123 sity of the F _s , _ri " _{uni7 fluid} temperature and the turbo and 124 are parallel to the degree of competency to be measured in the measuring ray. A change in the component of V _slromunil arranged, and in the absence of 15 F _{s / r,} ₇ -Fluidtemperatui has _"t" _nB therefore some influence "flow the beams meet at a point P. winning a parallel flow arrangement; Depending on the point of impact, a pair emerges in the opposite direction, but the extent to which this reversed resulting fluid flows 125, 126 must be viewed depends on the permissible temperature and radially at an angle which depends on the sensitivity of the system in which the the relative moments of the measuring beams 123 and 20 sensing device is used, the same applies depending on 124. Corresponding to the previous description for changes in the measuring beam temperature, which exercise of FIG Temperature is similar to a fluidic impact modulator, the measuring beam source changes more than the V _{s / roman} ₍ , -A first pair of output lines 127, 128 Flu id temperature. It may be appropriate to measure the current 125 and supply an output beam source to a lower temperature to cool-differential pressure as a function of the position of the current len in order to reduce this change. This 125. A second pair of output lines 129 again depends on the overall system.
and 130 receives current 126 and, as in a cross-flow arrangement, the function of the position of current 126 provides a differential jet moment that does not change with temperature. However, axial pressure. 30 If the Mo-Ist changes while the speed is fixed, the _current value is zero, then the value of F _{S (remun (} , -fluid, inversely with the point of impact P compared to the output lines - the square root of the temperature. This causes gen 127 and 128 and with respect to the output lines centered a change in the sensing device, and therefore lines 129 and 130. The resulting effect in certain applications of the currents 125 and 126 are therefore equally taken into account between the sensing device,
see their respective output lines split Another condition that appears when using the er and a zero pressure differential on both inventive sensing devices is observed who-pairs of outlet lines. Assume that the must is the static ambient pressure. If a component of V _{flow is directed} to the right, for example the sensing devices described, as shown in FIG. 8, the fluid 40 acts as a wind measuring device, so the moment V _flow with the measuring beams 123 and 124 in the flow of both the wind and the measuring beam of the preceding, in conjunction with the parallel, is a function of the respective air densities, which in turn -Abr-üh! Einrieht! Ing described manner on the other hand partly by the static air pressure. As a result, the fluid is measured to be correct. This pressure changes automatically with an increase in speed and 45 with altitude. If the system is primarily fluid in the measuring beam 124, a speed drop is determined for use on level ground. This means that the impact is not shifted over a wide point P to the right in a range where the static pressure is not reached. However, in airplanes the sensing precharger is determined by the size of V _{strSmmg the} direction at altitudes on the order of 3 km resulting currents 125 and 126 therefore emerge from 50 or more above sea level and displaced impact points, creating the the, and this point must therefore be taken into account at least in the pressure in the output lines 128 and 130 increased amount considered,
and the pressure in the output lines 127 and The dynamic head of the wind and its 129 is reduced. In addition, for a given level, the resulting torque flows will change currents 125 and 126 according to FIG. 8 by speed directly with the ambient pressure. The ^v flow is ^{deflected to the} right, whereby the pressure measuring jet velocity changes inversely to that in the lines 128 \ vaä 130 further increases and the square root of the ambient pressure at a con pressure in the lines 127 and 129 is reduced. constants pressure P +, but the Momentfluß of the measurement remains combined Paralislstrom- and cross-flow exhaust beam constant provides the compound of this Wirfühlung overall a stirk amplified output 60 effects with the said preceding Betrachgenüber the V _stTömm, _g - ¥ jsaD3isnc for Sensing devices with regard to the parallel flow and cross-flow direction 120. Arrangements lead to the following general conclusions: The parallel flow device is double-directional in the sense that current keeps a constant gain with changing left in FIG . 8 higher pressures in the lines 127 65 height upright The Meßstrablgeschwindigkek at the and 129 results while a flow to the right nozzle increases with a constant pressure feed, higher pressures in the lines 128 and 130 produce a proportional increase in the profit of the device trt The Profit is however a

Maß für den Diflerentialdruck P, geteilt durch den Umgebungsdruck als Funktion von V_strömung. Da jedoch der Umgebungsdruck sich mit steigender Höhe verringert, bleibt der gemessene Gewinn (Druck gegen F_SiröBll(nff) konstant. In einer Querstrom-Äbfühlvorrichtung verkleinert sich der Gewinn bei steigender Höhe, da das Windmoment abnimmt, während das Meßstrahlmoment nicht abnimmt Er kann durch Berechnung des Differentialdrucks P, geteilt durch den Umgebungsdruck korrigiert werden, wobei die-Measure of the diflerential pressure P, divided by the ambient pressure as a function of V _flow . However, since the ambient pressure decreases with increasing altitude, the measured gain (pressure versus F _{SiröBll (nff} )) remains constant. In a cross-flow sensor, the gain decreases with increasing altitude because the wind moment decreases while the measuring beam moment does not decrease Calculation of the differential pressure P, divided by the ambient pressure, can be corrected, whereby the-

ser Parameter als Maß für die Windgeschwindigkeit verwendet wird. Die Querstrom-Abfuhlvorricbtung, welche eine Rückkoppelung von P+ verwendet, kann eine Höhenkorrektur vornehmen, indem der Ausdruck this parameter is used as a measure for the wind speed. The cross-flow sensing device, which uses feedback from P +, can make a height correction by adding the expression

UmgebungSurroundings

als Maß für die Windgeschwindigkeit verwendet wird.is used as a measure of wind speed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 21 2

wise output lines (127, 128; 129, 130) claims: are, which are substantially transverse to the direction of the

two measuring beams are arranged and the on

l. fluidic sensing device for measuring an impact point emanating resulting jet to record the velocity component of a fluid flow,
mung, in which a measuring beam within the
Fluid flow released and received by a receiving device under a pressure:

which is a function of the size of the

Velocity component of the fluid flow io

changes, characterized in that the present invention relates to a fluidic

the purely laminar or turbulent measuring beam (15, discharge device nxt measurement of a speed

25, 35, 45, 55, 65, 123, 124) parallel to the geological component of a fluid flow in which

speed component is released. a measuring beam emitted within the fluid flow

2. Apparatus according to claim 1, thereby giving 15 and from a receiving device under one indicates that the measuring beam (15) is recorded from a pressure, which is a function the fluid flow immersed nozzle (11) from the size of the velocity component of the occurs and through an inlet opening (13) changes fluid flow.

is taken, which is aligned with the speed. Sensing devices are already known or

component lies. ao been proposed in which a measuring beam transversely

3. Device according to claim 1, characterized delivered overall _to the to be detected fluid flow indicates that the measuring beam (25) is received (21) Removing receiver apparatus from a dipped in and accordingly transverse to the fluid flow from a fluid flow nozzle (USA.- occurs and through an inlet opening (23) is taken up patent specification 3 343 413, French patent specification, which is opposite to the speed 25 1518845 and German laid-open specification 1806619). Keitskomponente is arranged offset Sensing devices of this type have the

4. Apparatus according to claim 1, characterized GE disadvantage that in the measurement or monitoring indicates that the measuring beam (35) from a very low flow velocities the Geder Fluid flow immersed nozzle (31) consists that the measuring beam from the area occurs and deflected at a pair of concentric inlets 30 of the receiving device if Openings (33, 37) is added. the flow velocity increased noticeably. Will

5. The device according to claim 4, characterized in that the pair of concentric inlets is switched off from high flow velocities, letting orifices (33, 37) are aligned to bring low flow velocities into line and that the outermost (33) 35 minimal deflection of the measuring beam. Therefore, one inlet port of the pair of concentric sensors can provide a fluid output signal for only one inlet port. _se hr limited area of the fluid-flow

6. Apparatus according to claim 1 in which speeds are used.

the measuring beam emerges in a first direction. The object of the invention is to provide a

characterized by providing a second measuring 40 fluid sensing device which has a

jet (55) exits in a direction that covers a wide range of fluid flow velocities

opposite to the first measuring beam (45), and keiten brings exact values and also a large one

that both the first and the second measuring beam have sensitivity at low flow velocities.

has received by assigned receivers (43, 53).

₄₅ This object is achieved according to the invention

differential pressure signal as a function of the size that triggers the purely laminar or turbulent measuring beam

To provide the speed component. delivered parallel to the speed component

7. Device according to one of claims 1 is.

to 6, characterized by a with an open In such a design the sensing front end provided hollow Elemenet (62), which in .50. the direction is found at the receiving device

of the fluid flow and is in the direction of the flow rate to be measured for a given change

Velocity component extends, the measurement velocity being measured dynamic pressure

■ hollow element surrounds the measuring beam. a much bigger change than, for example, in

8. The device according to claim 7, gekennzeich- a pitot tube, which compared to low Strönet by flow equalization devices (64), 55 flow velocities, which are necessary for a state of rest are at least at the open inlet end of the hollow point with a flow velocity of zero, Elements (62) are arranged. is extremely insensitive.

9. Apparatus according to claim 7 and 8, characterized according to one embodiment of the invention occurs characterized in that the hollow element (62) in the measuring beam from an in-the fluid flow area of the measuring beam emerges from an inner venturi 60 nozzle and is through an inlet opening area having. recorded, which is aligned with the speed

10. The device according to claim 1, characterized in that it is a component.

indicates that a second measuring beam (122) in According to another embodiment of the invention

exits in a direction opposite to the manure, the measuring jet emerges from a measuring jet (121) which flows first in the fluid, the two nozzles immersed in the fluid and being directed towards each other by measuring jets, and an inlet opening opposite the Gedass in the area the point of impact of the first speed component is arranged offset.
and second measuring beam at least in pairs.