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Halterung fü; einen ebenen Strömungsmeßfühler Die ErSindurg betrifft
eine Halterung für einen ebenen Strömungsmeßfühler, der aus zwei in einer Meßbrücke
beheizten, temperaturempfindlichen Gittern besteht.
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In der deutschen Patentanmeldung P 15 73 098.9-52 ist bereis ein Strömungsmeßfühler
zum Nachweis von insbesondere schwachen Gasströmungen vorgeschlagen worden. Der
dort beschriebene Strömungsmeßfühler besteht aus zwei eng benachbarten Gittern,
deren Ebenen parallel zueinander.und senkrecht zur Strömung angeordnet sind. Die
Gitter dienen als temperaturempfindliche Widerstände und werden in benachbarten
Zweigen einer abgeglichenen Wheatstone'schen Meßbrücke aufgeneizt. Setzt man die
beiden Gitter einer Gasströmung aus, so wird das vom Gas zuerst durchströmte Gitter
abgekühlt, während das andere Gitter infolge seines geringen Abstands vom ersten
Gitter von weniger als einem Millimeter weiter aufgeheizt wird. Die an der Meßdiagonale
der Wheatstone'schen Brücke abgegriffene Spannung, die ein Brückenngleichgewicht
anzeigt, is-t ein Maß für die Strömung.
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Derartige Strömungsmeßfühler werden insbesondere bei Gasanalysegeräten,
z.B. bei Ultrarot-Gasanalysegeräten oder magnetischen Sauerstoffmessern, eingesetzt.
Sie werden auch zur Messung wechselnder Differenzdrücke verwendet; in diesem Fall
sind sie im allgemeinen zur Strömungsbegrenzung beidseitig mit Blenden versehen.
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Aus Gründen leichter Handhabung und Auswechselbarkeit hat es sich
als zweckmäßig erwiesen, die beiden Gitter des Strömungsmeßfühlers konstruktiv in
einer Einheit zusammenzufassen.
Man befestigt die Gitter (Querschnitt
eines Gitterstegs: 5 Ja 15 /u) z. 3. jeweils zwischen zwei dünnen Glasplatten, die
mit Öffnungen für den Durchgang der Strömung versehen sind. Die Glasplatten werden
anschließend auSeinandergEelegt und miteinander -zerbunden. Die Stärke der Glasplatten
ist so gewählt, daß die Gitter einen gegenseitigen Abstand von weniger als einem
Millimeter aufweisen.
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Eine derartige Einheit wird im folgenden als Gitterplatte bezeichnet.
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Zum Einbau eines Strömungsmeßfühlers oder speziell einer Gitterplatte
in eine Gasleitung ist eine Halterung erforderlich. Bisher wurden Halterungen verwendet,
die aus einer Umspritzung der Gitterplawte mit Kunststoff bestanden. Es hat sich
aber gezeigt, daß das Arbeiten des Kunststoffes eine Ablösung der Gitter von den
Glasplatten und/ oder ein Zerbrechen der Glasplatten bewirkte, was zu einer erheblichen
Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit des Strö.mungsmefühlers geführt hat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halterung für einen
Strömungsmeßffihler der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der der Strömungsmeßfühler,
insbesondere beim gasdichten Einbau in eine Gasleitung, keiner mechanischen Beanspruchungtausgesetzt
wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Schalenhälften
mit ihren Randflächen plan aufeinandergesetzt sind, die einen Hohlraum zur Aufnahme
des Strömungsmeßfühlers bilden, und daß dieser Hohlraum senkrecht zur Ebene des
Strömungsmeßfühlers mit Anschlußöffnungen für die Strömung versehen ist.
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Die beiden aneinandergesetzten Schalenhälften werden in eine Gasleitung
eingesetzt, deren Strömung gemessen werden soll.
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Kräfte, die im eingesetzten Zustand zur Abdichtung aufgewendet werden
müssen, sowie Kräfte, die aufgrund thermischer
Ausdehnung der Schalenhälften
und der Gasleitung auftreten, werden von den beiden Randflachen aufgefangen. Der
im Hohlraum angeordnete, vorzugsweise eingeklebte Strömungsmeßfühler wird dabei
mechanisch nicht beansprucht. Als Material für die Schalenhälften hat sich Aluminium
bewährt.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß eine jede der
in der einen Schalenhälfte angeordneten Anschlußöffnungen zu einer in der anderen
Schalenhälfte angeordneten Anschlußöffnung axial ausgerichtet ist. Auf diese Weise
kann das Totvolumen, das durch den Hohlraum gebildet wird, klein gehalten werden.
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Im einfachsten Fall wird jede Schalenhälfte mit einer einzigen Anschlußöffnung
versehen sein. Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind jedoch zwei Anschlußöffnungen
in jeder Schalenhälfte vorgesehen und zwei Strömungsmeßfühler in pneumatischer Parallelschaltung
im Hohlraum angeordnet.
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Die beiden Schalenhälften werden, sofern der Strömungsmeßfilhler in
den Hohlraum eingeklebt ist, zweckmäßigerweise innen mit je einer vorzugsweise ringförmigen
Ausnehmung zwecks Aufnahme von überschüssigem Klebstoff versehen.
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Weiterhin kann zwischen den Strömungsmußfühler und der Inneniläche
jeder Schalenhälfte jeweils eine zwecks Durchgang des Gases durchbrochene Isolierplatte,
z. B. aus Glas, eingesetzt sein.
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Zum Einbau der Halterung kann man die beiden Teile der Gasleitung
endseitig mit ebenen Dichtungsflächen, z. B. in Form von angesetzten Flanschen,
versehen. Dann sollte die Halterung nach einer weiteren Ausbildung so ausgestaltet
sein, daß die Schalen}iälften außen mit je einer vorzugsweise ringförmigen Nut um
die Anschlußöffnungen versehen und daß in die Nuten Dichtungsringe eingelegt sind.
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Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der beigefügten Figuren näher erläutert. Für gleiche
Bauteile wurden
dabei dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Es zeigen Figur 1 eine zylinderförmige Halterung für einen einzigen
Strötnungsmeßfühler in einer Aufsicht; Figur 2 einen Schnitt durch die Halterung
gemäß Figur 1; Figur 3 eine Halterung für zwei Strömungsmeßfühler in einer Aufsicht;
Figur 4 einen Schnitt durch die Halterung gemäß Figur 3 in vergrößerter Darstellung;
Figur 5 einen dazu senkrechten Schnitt durch die Halterung gemäß Figur 3 in vergrößerter
Darstellung.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen eine besonders einfach aufgebaute Halterung
für einen ebenen StrömungsmeßfWnler 1, der aue zwei zueinander parallel angeordneten
Gittern gebildet wird.
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In Figur 2 ist der Strömungsmeßfühler als eine zu einer Einheit zusammengefaßte
Gitterplatte dargestellt. Die Halterung besteht aus zwei zylindrischen Schalenhälften
2 und 3 aus Aluminium, die mit ihren Randflächen 4 plan aufeinandergesetzt sind.
Die beiden Schalenhälften 2 und 3 bilden einen Hohlraum 5, in den zwei axial zueinander
ausgerichtete Anschlußöffnungen 6 und 7 für die zu messende Gasströmung führen.
Der Strömungsmeßfühler 1 ist in den Hohlraum 5 eingeklebts und zwar eo, daß das
z. B, in Pfeilrichtung durch die Anschlußöffnung 6 einströmende Gas senkrecht auf
die Ebenen der beiden Gitter des Strömungsmeßfühlers 1 trifft. Der zum Einkleben
verwendete Klebstoff 8 fixiert nicht nur den Strömungsmeßfühler 1 vor den beiden
Anschlußöffnungen 6 und 7, er hält auch die beiden Schalenhälften 2 und 3 zusammen.
Zur Aufnahme von beim Einkleben überschüssigem Klebstoff 8 sind die beiden Schalenhälften
2 und 3 innen mit je einer ringförmigen Ausnehmung 9 und 10 versehen.
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In den Außenflächen 11 und 12 der beiden Schalenhälften 2 bzw; 3 sind
um die Anschlußöffnungen 6 bzw. 7 ringförmige Nuten 13 baw, 24 eingestochen. Sie
dienen zur Aufnahme von
Dictungsringen. Die dargestellte Halterung
wird beidseitig an die endseitig mit Flanschen 15 und 16 versehenen Teile 17 und
18 einer Gasleitung angeschlossen.
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Die zum Beheizen der Gitter benötigten elektrischen Anschlußleltungen
19 und 20 (Figur 1) sind seitlich aus der Halterung herausgeführt.
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Die Figuren 3 bis 5 zeigen eine Halterung für zwei Teile 1' und 1"
eines ebenen Strömungsmeßfühlers in pneumatischer Parallel- und in elektrischer
Hintereinanderschaltung.
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Die Halterung besteht aus zwei quaderförmigen Schalenhälften 2 und
3 aus Aluminium, die wiederum mit ihren Randflächen 4 plan aufeinandergesetzt sind.
Die Außenmaße der Halterung betragen 11 mm 8 mm . 4 mm. Der von den beiden Schalenhälften
2 und 3 umschlossene Hohlraum 5 wird bei diesem Ausführungsbeispiel von zwei Strömungskanälen
durchsetzt, die von den axial zueinander ausgerichteten Anschlußöffnungen 6 und
7 sowie den ebenfalls axial zueinander ausgerichteten Anschlußöffnungen 6' und 7'
gebildet werden. Der Gasstrom, dessen Strömungsgeschwindigkeit oder dessen Durchsatz
bestimmt werden soll, verteilt sich gleichmäßig auf beide Strömungskanäle. Jeder
Teilstrom trifft senkrecht auf die Ebene eines der Strömungsmeßfühlerteile 1' bzw.
1", die wiederum durch Klebstoff 8 in einer einmal einjustierten Lage festgehalten
werden.
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Die Außenflächen 11 und 12 der beiden Schalenhälften 2 und 3 sind
mit ovalen Nuten 13 und 14 versehen. Die Nuten 13 und 14 sind um die Anschlußöffnungen
6 und 6' bzw. 7 und 7' gelegt. In die Nuten 13 und 14 eingelegte 0-Ringe dienen
zur Abdichtung der Halterung gegen den Außenraum beim Einbau in eine (nicht dargestellte)
Gasleitung. Beide Außenflächen 11 und 12 sind zwischen den Anschlußöffnungen 6 und
6' bzw. 7 und 7' mit Absätzen 20 und 21 versehen.
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Nach Figur 5 ist in jedem Strömungskanal eine Gitterpiatte, d. h.
ein Teil 1' bzw. 1" des gesamten Strömungsmeßfühlers, angeordnet. Jedes Teil 1'
und 1" besteht aus zwei Gittern 22 und 23 bzw. 22' und 23', die mittels Glaslot
zwischen den mit Öffnungen versehenen Glasplatten 24, 25 und 26 bzw.
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24', 25' und 26' befestigt sind. Die Gitter 22 und 22' sowie die Gitter
23 und 23' sind miteinander elektrisch leitend verbunden. Zwischen den Teilen 1'
und 1 " des Strömungsmeßfühlers und der Innenfläche jeder Schalenhälfte 2 bzw. 3
ist jeweils eine mit Durchbrechungen für die Gas strömung versehene Isolierplatte
27 bzw. 28 aus Glas mit Klebstoff 8 befestigt. Die beiden Teile 1' und 1 " des Strömungsmeßfühlers
sind zwischen diese beiden Isolierplatten 27 und 28 geklebt. Die Zuleitungen 19
und 20 für die Teile 1' und 1'' des Strömungsmeßfühlers werden durch den Klebstoff
8 nach außen geführt.
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8 Patentansprüche 5 Figuren