DE2123134A1

DE2123134A1 - Anordnung zum Messen der Stromungs geschwindigkeit einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE2123134A1
Application number: DE19712123134
Authority: DE
Inventors: Michel Joseph Courbevoie Penlhou Jean Robert Bourg la Reine Hauts de Seine Auphan (Frankreich)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Honeywell BV
Priority date: 1970-05-25
Filing date: 1971-05-11
Publication date: 1971-12-09
Also published as: CA932977A; IT1044957B; NL7106949A; SE366206B; BE767556R; US3733899A; DE2123134C3; DE2123134B2

Description

FPHIT. 5037. BOoΞ/Ε TH.

Dipl.-Ing. ERICH P. WAtTHER

Anmelder: N. Y. ΊΙ.ΙΓ"' ^:·^{! n}W 'WLitS

Anmeldung vomi 1C. T%' 1°71

"Anordnung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit einer Flüsigkeit".

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit einer durch einen Kanal strömenden Flüssigkeit mit einem Injektionskanal für eine mit der strömenden Flüssigkeit mischbare Hilfsflüssigkeit und mit Thermoelementen zum Messen von Temperaturunterschieden.

Eine derartige Anordnung ist aus der französischen Zusatz-Patentschrift 92.750 bekannt. Gemäss dieser Zusatz-Patentschrift wird die Strömungsgeschwindigkeit von beispielsweise Blut, das durch ein Blutgefäss strömt, dadurch gemessen, dass eine Hilfsflüssigkeit, deren Temperatur von der des Blutes abweicht, mit einer bekannten Geschwindigkeit in das Blutgefäss injiziert wird. Um .Jen Blutstrom nicht zu stören, wird dem Blutgefäss zugleich eine Menge des Gemisches aus Blut und Hilfsflüssigkeit entzogen,

109850/0172

BAD ORIGINAL

-^- FFHiI. 5037.

wobei die pro Zeiteinheit injizierten und entnommenen !'engen möglichst gleich sein müssen. Die "bekannte Anordnung ist mit TherT.oelententen zum Mesnen der Temperaturunterschiede zwischen dam Blut, :1er Hilfsflüssigkeit und dem Gemisch aus Blut und Hilfsflüssigkeit versehen. Diese Thermoelemente sind an geeigneten Stellen nahe dem Injektionskanal und dein Kanal zum Entnehmen von Flüssigkeit aus den Blutgefäss vorgesehen.

Wenn das Entnehmen der Flüssigkeit strcr.aiwSrts der Injektion erfolgt, ist die Strömungsgeschwindigkeit D des Blutes mit der Formel angegeben:

φ _ φ
D = d.

T-T
Hierbei ist T₁ die Temperatur der Hilfsflüssigkeit, Tp die Temperatur des Gemisches, T, die Temperatur des Blutes,

d die Geschwindigkeit, mit der die Hilfaflüssigkeit injiziert wird.

In manchen Fällen sind zusätzliche Massnahmen erforderlich zum Erhalten einer guten Vermischung zwischen.der strömenden Flüssigkeit und der Hilfsflüssigkeit. In der erwihnten Zusatz-Patentschrift wird eine derartige Massnahme in Form eines aus einem oder mehreren Magneten bestehenden Rührera beschrieben, dei durch ein ausserhalb des Flüssigkeitskanals erzeugtes Magnetfeld In Bewegung gesetzt wild. Ein Nachteil dieser Konstruktion ist der, dass der Antrieb des Riihrers bei schwer erreichbaren Kanälen, wie tiefliegenden Blutgefäsaen, durch den grossen, dann im Magnetkreis auftretenden Luftspalt stazk erschwert wird.

Die Erfindung bezweckt, eine Konstruktion zu schaffen,

109850/0172

BAD ORIGINAL

- "^- PFHN.5037.

nie ur.-at S'ngig vom Ort des Flüssi^keitskanals aine gute Vermischung dpi uei'ion Flüssigkeiten ermöglicht. Dieses Ziel wiicl erfindun^s- ^enä'iis dadurch erreicht, dass die Anordnung mit Mitteln für ein? pulsierende Zufuhr der Hilfsflüssigkeit versehen ist.

Vorzugsweise "br-stehen dip erwäl ntpr> Mittel aus einer Irv-vü spure: ·ϊ , die üler ein Einlassventil mit einer Zufuhrleitung für die Hilfsflüssigkeit, und über ein Auslassventil mit dem-InJeV-tionskanal verbanden ist.

Durch die pulsierende Zufuhr der Hilfsflüssigkeit entstehen in der liehe der Zufuhrsteüle Wirbel, die das Vermischen der bpvien flüssigkeiten sehr fördern.

Die Erfindung wird nunmehr anhand einiger in der Zeichnung dargestellte! Ausführungsbeispiele nSher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematiache Darstellung einer erfindungsyeir.h'ssen Anordnung,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine in der Anordnung nach Fig. 1 verwendete Impu,lspumpe .

In Fig. 1 strönt Flüssigkeit mit einer unbekannten Geschwindigkeit ir Richtung des Pfeiles 1 durch eine Röhre 3· Durch eine Hohlnadel 5» die durch die Röhrenwand ragt, ist ein Injektionskar.al 7 in Form eines flexiblen Schlauches in die Röhre eingeführt. Ueber diesen Injektionskanal kann eine von einer Zufuhrleitung " herrührende Hilfsflüssigkeit mit einer Geschwindigkeit in die H"rro eingeführt werden, dip mit Hilfe eines an sich bekannten Ctrcr.unfranessers gemessen werden kann, der beispielsweise aus einer ία Injektionskanal vorgesehenen Verengung 11 beateht, die r- :::p proportional der ^ + r^rungsg^schvinc ifrkeit der

109850/017?
BAD ORIGINAL

PPHN. 5037.

Hilfaflüssigkeit verlaufende Drucksenkung verursacht, die mit einem Manometer 13 gemessen werden kann.

Die Hilfsflüssigkeit fliesst vom Injektionskanal 7 aus in Richtung des Pfeiles 15 in die Röhre 3 und mischt sich mit der in dieser Röhre strömenden Flüssigkeit. Ueber die Hohlnadel 5 kann ein Teil dieses Gemisches durch eine nicht dargestellte Saugpumpe abgesaugt werden. Zum Messen der Temperaturunterschiede sind die Thermoelemente 17, 19» 21 und 23 vorhanden. Die Thermoelemente und 19 messen die Temperatur T₁ der Hilfsflüssigkeit, bzw. T_? des Gemisches. Sie sind mit einem Messgerät 25 verbunden, das den Unterschied T„ - T₁ angibt. Die Thermoelemente 21 und 2J messen die Temperatur T„ des Gemisches, bzw. T, der strömenden Flüssig-, keit. Sie sind mit einem Messgerät 27 verbunden, das den Unterschied Tj-Tp angibt.

Um die Vermischung der strömenden Flüssigkeit mit der Hilfsflüssigkeit zu fördern, wird letztere erfindungsgemäss pulsierend zugeführt. Hierzu ist die Anordnung mit einer Pulspumpe 29 versehen, die über ein Einlassventil 31 mit der Zufuhrleitung 9 und Über ein Auslassventil 33 mit dem Injektionskanal 7 verbunden ist. Die Pulspumpe 29 (siehe Fig. 2) besteht aus einem zylinderförmigen Gehäuse 35» in dem sich ein in axialer Richtung zusammendrückbarer Balg 37 befindet. Durch das Zusammendrücken des Balges wird der im Gehäuse 35 vorhandene Pumpenraum 39 vergrössert, wodurch sich das Einlassventil 31 öffnet, so dass Hilfsflüssigkeit von der Zufuhrleitung 9 in den Pumpenraum strömt. Das Ausdehnen des Balges 37 hat zur Folge, dass der Pumperi'raum 59'kleiner wird, woraufhin sich das Ausiaasventil 33 öffnet", so dass Flüssigkeit vom Fumpenräüm '39 ^aus Γη "den In j ekt ions kanal 7 strömt. Die Ventile

109 8 50/Of 72 ^u '^%iJ&

- ·>- PPHN.5037.

und 33 sind vorzugsweise als Kugelventile ausgefühlt.

Der Balg 37 kann dadurch langgezogen werden, dass eine Stange 4I entlang der Aohse der Kammer 35 einwärts bewegt wird. Hierbei wird eine Feder 43 gespannt, die dafür sorgt, dass der Balg 37 beim Entfallen der axialen Kraft auf die Stange 4I seine ursprüngliche Stellung wieder einnimmt.

Die Stange 4I kann in axialer Richtung durch einen Hebel 44 bewegt werden, der um eine Achse 45 drehbar ist und durch eine Zahnstange 47 angetrieben wird, die mit einem Zahnrad 49 zusammenarbeitet und durch zwei Pührungsrollen 51 und 53 geführt wird. Das Zahnrad 49 kann über eine (nicht dargestellte) Kupplung durch einen Elektromotor 55 angetrieben werden, wodurch es in Richtung des Pfeiles 57 zu drehen anfängt. Die Kupplung zwischen dem Motor und dem Zahnrad 49 ia* beispielsweise eine an sich bekannte elektromagnetische Kupplung, die aus einer mit der Motorwelle verbundenen, dauernd drehenden Scheibe und einer mit dem Zahnrad verbundenen Scheibe besteht, von welchen Scheiben die eine einen Elektromagneten enthält, der bei Erregung die beiden Scheiben aneinander kuppelt. Wenn man die Kupplung mit einem impulsförmigeη Strom erregt, wird das Zahnrad 49 jeweils während kurzer Zeit angetrieben, wodurch die Zahnstange 47 sich in Richtung des Pfeiles 59 bewegt. Hierdurch dreht sich der Hebel 44 nach links, so dass die Stange 4I in das Gehäuse 35 gedrückt wird. Der Balg 37 wird hierdurch lang-. gezogen und der Pumpenraum 39 verkleinert. Beim Beenden des der Kupplung zugeführten Stromimpulses wird das Zahnrad 49 wieder ent-. kuppelt, wodurch die Kraft auf die Stange 4I entfällt,so dass die Feder 43 den ursprünglichen Zustand wiederherstellt. Indem man die Länge und die Frequenz der Stromimpulse ändert, kann man

10985 0/0172

-~6 - FPHN.5037.

die Strömung im Injektionskanal 7 beeinflussen.

Zur Verhinderung, dass die Kupplung zwei zu schnell aufeinanderfolgende Stromimpulsβ empfängt, ist ein durch den Hebel 44 betätigter Schalter 61 vorgesehen, der ausschliesslich geschlossen ist, wenn der Hebel aich in Ruhestellung befindet. Der Schalter 61 ist in die Stromveraorungsschaltung für die Kupplung aufgenommen und sorgt dafür, dass ein neuer Stromimpuls erst dann abgegeben werden kann, wenn sich der Hebel 44 wieder in Ruhestellung befindet.

109850/0172

Claims

PPHN. 5037.

PATENTANSPRUECHE:

Μ. J Anordnung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit einer durch einen Kanal strömenden Flüssigkeit mit einem Injektionskanal für eine mit der strömenden Flüssigkeit mischbare Hilfsflüssigkeit und mit Thermoelementen zum Messen von Temperaturunterschieden! dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung mit Mitteln für eine pulsierende Zufuhr der Hilfsflüssigkeit versehen ist.
2. Anordnung nach Anspiuoh 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Mittel durch eine Pulspumpe (29) gebildet werden, die über ein Einlassventil (3I) mit einer Zufuhrleitung (9) für die Hilfsflüssigkeit, und Über ein Auslassventil (33) mit dem Injektionakanal (7) verbunden ist.

109850/0172

Leerseite