DE2210900C3 - Hochtemperaturdruckmeßsonde - Google Patents
HochtemperaturdruckmeßsondeInfo
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- G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hochtemperaturdruckmeßsonde mit einem ersten einseitig geöffneten Rohr
und mit einem zweiten, das erste Rohr koaxial umgebenden und einen Ringraum hiermit bildenden
zweiten Rohr sowie mit Zu- und Ableitungen für ein Kühlmedium.
Aus der Literaturstelle »Chemische Gasanalyse, Düsseldorf 1960, Seite 7« ist ein Rohr zur Entnahme von
Gasproben aus dem Hochofen bekannt, bei dem ein erstes an einem Ende geöffnetes Meßrohr und ein dieses
erste Rohr umgebendes zweites Rohr vorgesehen ist, das mit dem ersten Rohr an dessen offenseitigem Ende
verbunden ist. In dem zwischen den beiden Rohren gebildeten Ringraum verläuft koaxial zu beiden Rohren
ein drittes Rohr, das gleichfalls an dem dem offenen Ende des ersten Rohres zugewandten Ende geöffnet ist.
Zwischen dem ersten und dem dritten Rohr werden jeweils ein Ringraum gebildet, wobei durch den ersten
Ringraum ein Kühlmedium zugeführt wird, das sodann durch einen zweiten Ringraum abgeführt wird. Eine
solche Staudruckmeßsonde hat den Nachteil, daß sie verhältnismäßig voluminös ist, da drei Rohre unter
Bildung jeweils eines Ringraumes zwischen sich koaxial zueinander angeordnet werden müssen. Eine derartige
Druckmeßsonde eignet sich deshalb nicht für die Gasentnahme in Grenzschichten und in kleineren
Kanälen, da hier jeweils die Strömung durch die Meßsonde selbst erheblich beeinflußt würde.
Aus der US-PS 26 50497 ist eine kombinierte Meßsonde für den Staudruck und den statischen Druck
'· bekannt, bei der in bekannter Weise ein erstes einseitig geöffnetes Rohr vorgesehen ist, das von einem zweiten,
hiermit verbundenen Rohr umgeben ist, so da3 zwischen beiden Rohren ein Ringraum gebildet wird.
Die Außenseite des zweiten Rohres ist mit öffnungen
ίο zur Messung des statischen Druckes verbunden, der
über den zwischen den beiden Rohren gebildeten Ringraum gemessen wird. Die beiden Rohre weisen im
Abstand von dem Meßende flexible, manschettenförmige Teile auf, die es gestatten, das Meßende der
ι "> Meßsonde in verschiedene Richtungen abzubiegen. Die
bekannte Meßsonde eignet sich nicht für die Messung
bei hohen Temperaturen, da keine Kühlmöglichkeit für
die Meßsonde vorgesehen ist
meßsonde bekannt die für die Verwendung in Flugzeugen konstruiert ist. Die Meßsonde besteht im
wesentlichen aus einem ersten, einseitig geöffneten Sondenrohr, in dem auf der Innenwandung spiralförmig
verlaufende Heizschlangen vorgesehen sind, die ein
Vereisen der Meßsonde verhindern sollen. Die Meßsonde eignet sich somit zwar für den Einsatz bei niedrigen
Temperaturen, jedoch ist die Sonde selbst nicht für den Einsatz bei hohen Temperaturen geeignet
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die
Aufgabe zugrunde, eine Hochtemperaturdruckmeßsonde anzugeben, die bei wirksamer Kühlung der
Meßsonde möglichst klein ausgebildet werden kann.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Hochtemperaturdruckmeßsonde der eingangs erwähnten Art
r> erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringraum
durch wenistens zwei schraubenförmig um das erste Rohr verlaufende Drähte in zwei zueinander parallel
und schraubenförmig verlaufende Kammern unterteilt ist, von denen eine mit der Zu- und die andere mit der
Dadurch, daß lediglich zwei zueinander koaxial angeordnete Rohre verwandt werden müssen, kann die
Sonde besonders klein ausgebildet werden, so daß sie sich insbesondere für die Messung von Drücken in
4r> Grenzschichten und in kleinen öffnungen eignet.
Trotzdem wird eine hervorragende Kühlung dadurch erreicht, daß Kühlmedium durch die beiden schraubenförmigen Kammern des Ringraumes geleitet wird.
Durch die schraubenförmige Führung des Kühlmediums
wird dabei eine besonders große Turbulenz erzeugt, die
zu einer besonders wirksamen Kühlung führt. Gleichzeitig wird durch die Art der Ausbildung erreicht, daß eine
besonders biegesteife Sonde erhalten wird, da sich die beiden Rohre entlang ihrer gesamten Längsachse über
ν-, den zwischen den beiden Rohren angeordneten
Drähten abstützen können, was der Sonde insgesamt eine besonders hohe Biegesteifigkeit verleiht.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung kann diese derart abgewandelt werden, daß
bo die Drähte als Rohre ausgebildet sind, so daß neben der
Messung des Staudruckes über diese Rohre gleichzeitig auch der statische Druck gemessen werden kann. Diese
zusätzliche Messung kann durchgeführt werden, obwohl die Sonde dabei praktisch ihre äußerst geringen
i>">
Abmessungen beibehält.
Der Miniaturisierung der Meßsonden kommt insbesondere auch eine weitere vorzugsweise Ausbildungsform entgegen, bei der die beiden ersten und 2:weiten
Rohre an dem offenen Ende des ersten Rohres in Form einer Thermoelementschweißstelle miteinander verburden
sind Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Temperatur unmittelbar an der Spitze der Meßsonde zu
messen, ohne daß besondere räumlich aufwendige Einrichtungen in der Meßsonde selbst vorgesehen
werden müssen.
Die Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
Die Hochtemperaturdruckmeßsonde ist in gasförmigen Medien bis zu 4000° Kelvin zu verwenden. Durch
die große Biegesteifigkeit kann die Meßsonde für sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten eingesetzt werden,
die bei gasförmigen Medien ein Mehrfaches der Schallgeschwindigkeit betragen können.
Da der Außendurchmesser der Sonde sehr klein gehalten werden kann, eignet sich die Meßsonde auch
für Messungen im Bereich der Grenzschicht bei schnellen Strömungen. So wurden bereits Sonden mit
einem Sondendurchmesser von Umm hergestillt Als
Werkstoff für die Sonde komnien alJe lot- und
schweißbaren Materialien in Frage.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen
erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine noch unvollständige Meßsonde mit einem ersten Rohr und dieses umwickelnde Drähte, in
Längsschnitt,
F i g. 2 eine Ansicht des in F i g. 1 gezeigten Rohres, gesehen aus der Richtung Z,
F i g. 3 eine Längsschnittansicht einer fertigen Meßsonde, die aufbauend auf dem in F i g. 1 gezeigten Teil
fertiggestellt ist,
Fig.4 eine Ansicht der in Fig.3 gezeigten
Meßsonde, gesehen von der Richtung X her,
Fig.5 eine Ansicht der in Fig.3 gezeigten
Meßsonde, gesehen von der Richtung Yher,
Fig.6 eine Außcnansicht der fertigen in Fig.3
gezeigten Meßsonde,
F i g. 7 eine Schnittansicht der in F i g. 6 gezeigten Meßsonde entlang der Linie A-A,
F i g. 8 eine weitere Ausführungsform einer Hochtemperaturdruckmeßsonde,
F i g. 9 eine Detailansicht des Details Y\n F i g. 8,
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform einer Hochtemperaturdruckmeßsonde
und
F i g. 11 eine Detailansicht des Details Zin F i g. 10.
Wie aus den Fig. 1 bis 7 zu ersehen ist, besteht die
dort dargestellte Meßsonde aus eiuem um 90° gewinkehen Staudruckmeßrohr 1, welches von zwei
schraubenförmigen Drahtspiralen 2, 3 umwickelt ist Dieses System stellt eine zweigängige Schraube dar,
ί wobei ein Schraubengang als Vorlauf und der andere als
Rücklauf für das Kühlmedium dient Ober diese Spiralen
ist ein Hüllrohr 4 geschoben, an welchem die Zuleitung 5 und die Rückleitung 6 des Kühlmediums befestigt sind.
Aufgrund der schraubenförmigen Drahtspiralen wird
tu durch den Drehimpuls, den das Kühlmedium erhält eine sehr hohe Turbulenz im Kühlmedium erzielt wodurch
ein sehr guter Wärmeübergang erzeugt wird.
Bei der in den Fig.8 und 9 dargestellten Ausführungsform
ist der Aufbau der Meßsonde gleich wie der in den Fig. 1 bis 7 gezeigten Hochtemperaturdruckmeßsonde.
Zusätzlich ist diesem Ausführungsbeispiel die Sondenspitze noch als Thermoelement ausgebildet
wobei Meßrohr und Hüllrohr die elektrischen Zuleitungen zum Meßverstärker bilden, der nicht gesondert
dargestellt ist Die Schweißstelle an der Spitze ist innen gegen das Kühlmedium isoliert um einen Temperaturgradienten
in Richtung der Sondenachse zu vermeiden. Die schraubenförmigen Spiralen 7 sind aus einem
Isolierstoff gefertigt, um eine elektrische Verbindung von Meß- und Hüllrohr hinter der Meßstelle zu
verhindern. Denselben Zweck haben auch die Distanzblättchen 8 am Meßrohr. Das Kühlmedium darf für diese
Bauart nur eine sehr kleine Leitfähigkeit haben, damit das Thermoelement nicht kurzgeschlossen wird. Die
jo Kühlung der Sondenspjtze erfolgt durch Wärmeleitung
von Meß- und Hüllrohr an das Kühlmedium. Für Temperaturmessungen muß die Sonde für jedes
Medium geeicht werden, da bei konstanten Kühlungsverhältnissen die Temperatur der Schweißstelle vom
J5 Wärmeübergang, d.h. von den thermodynamischen Zustandsgrößen des Meßmediums bestimmt wird.
In den Fig. 10 und 11 ist eine andere Ausführungsform einer Hochtemperaturmeßsonde dargestellt die
zur Messung des Staudruckes und des statischen Druckes geeignet ist Der Aufbau dieser Meßsonde
entspricht dem Aufbau der in den F i g. 1 bis 7 gezeigten Meßsonde, jedoch sind die schraubenförmigen Drahtspiralen
durch zwei Rohre 9 ersetzt welche als Meßleitungen für den statischen Druck dienen und in
r. der Kühlmediumrückleitung herausgeführt sind. Diese
Rohrspiralen sind an den Enden verschlossen und durch zwei seitlich in dem Hüllrohr angebrachte Bohrungen 12
(s. F i g. 11) mit dem Meßmedium verbunden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Hochtemperaturdruckmeßsonde mit einem ersten einseitig geöffneten Rohr und mit einem
zweiten, das erste Rohr koaxial umgebenden und einen Ringraum hiermit bildenden zweiten Rohr
sowie mit Zu- und Ableitungen für ein Kühlmedium, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum durch wenigstens zwei schraubenförmig um
das erste Rohr verlaufende Drähte in zwei zueinander parallel und schraubenförmig verlaufende Kammern unterteilt ist, von denen eine mit der
Zu- und die andere mit der Ableitung für das Kühlmedium in Verbindung steht
2. Hochtemperaturdruckmeßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Drähte in einem geringen Abstand von dem geöffneten Ende des ersten Rohres enden.
3. Hochtemperaturdruckmeßsonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Drähte aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff hergestellt sind.
4. Hochtemperaturdruckmeßsonde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Rohr an
der öffnung des Rohres als Thermoelementschweißstelle ausgebildet ist
5. Hochtemperaturdruckmeßsonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und
das zweite Rohr jeweils als elektrische Zuleitungen zu der Thermoelementschweißstelle dienen.
6. Hochtemperaturdruckmeßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Drähte als Rohre ausgebildet sind, und daß die dem offenen Ende des ersten Rohres zugewandten
Enden der Drähte mit in der Seitenwand des zweiten Rohres zur Messung des statischen Druckes
ausgebildeten öffnungen verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722210900 DE2210900C3 (de) | 1972-03-07 | 1972-03-07 | Hochtemperaturdruckmeßsonde |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722210900 DE2210900C3 (de) | 1972-03-07 | 1972-03-07 | Hochtemperaturdruckmeßsonde |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2210900A1 DE2210900A1 (de) | 1973-09-20 |
DE2210900B2 DE2210900B2 (de) | 1978-01-12 |
DE2210900C3 true DE2210900C3 (de) | 1978-09-07 |
Family
ID=5838158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722210900 Expired DE2210900C3 (de) | 1972-03-07 | 1972-03-07 | Hochtemperaturdruckmeßsonde |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2210900C3 (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4624146A (en) * | 1985-03-05 | 1986-11-25 | Onoda Cement Company, Ltd. | Flow rate measurement apparatus |
US4991976A (en) * | 1989-05-31 | 1991-02-12 | Weed Instruments Company, Inc. | Temperature sensor probe apparatus and method for improving time response |
DE4421807A1 (de) * | 1994-06-22 | 1996-01-04 | Abb Management Ag | Emissionssonde zur Entnahme von Abgas aus der Brennkammer einer Gasturbine sowie Verfahren zur Herstellung und Anwendung derselben |
DE19650983C2 (de) * | 1996-12-09 | 1999-08-19 | Juergens | Kühlvorrichtung |
DE19962071B4 (de) * | 1999-12-22 | 2010-04-08 | E.On Ruhrgas Ag | Einrichtung zur Entnahme eines gasförmigen oder flüssigen Mediums, insbesondere von Erdgas aus einer Transportleitung |
-
1972
- 1972-03-07 DE DE19722210900 patent/DE2210900C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2210900B2 (de) | 1978-01-12 |
DE2210900A1 (de) | 1973-09-20 |
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