DE2214701A1

DE2214701A1 - Vorrichtung zur messung der durchflussmenge bzw. der stroemungsgeschwindigkeit eines fluessigen oder gasfoermigen mediums

Info

Publication number: DE2214701A1
Application number: DE19722214701
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr Med Tersteegen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-03-25
Filing date: 1972-03-25
Publication date: 1973-10-04

Description

Vorrichtung zur Messung der Durchflußmenge bzw. der Strömungsgeschwindigkeit eines flüssigen oder gasförmigen Mediums Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Durchflußmenge bzw. der Strömungsgeschwindigkeit eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, bei der ein durch die Strömung bewegbarer Körper in dem Medium angeordnet ist, und die jeweilige Stellung des Körpers ein Maß für die Durchflußmenge bzw. die Strömungsgeschwindigkeit ist.
Derartige Vorrichtungen sind in der Form bekannt, daß ein vertikal angeordnetes, sich konisch nach oben erweiterndes Rohr, in dem das Medium von unten nach oben fließt, einen Schwebekörper aufweist, dessen stabiler Schwebezustand sich je nach der Durchflußmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit an unterschiedlichen Punkten einstellt, Derartige Anordnungen sind für bestimmte Messungen ungeeignet bzw. zu aufwendig.
Will man beispielsweise Blutflußmessungen in einem extrakorporalen Blutkreislauf, z.B. bei einer künstlichen Niere, durchführen, kann man den Schwebekörper selbst bei einem sich erweiternden Rohr aus durchsichtigem Werkstoff wegen der hohen Farbintensität des Blutes nicht sehen. Dieses gilt natürlich für alle undurchsichtigen bzw. entsprechend getrübten Medien. Zur Ortung des Schwebekörpers wären deshalb auffwendige Verfahren erforderlich. Da auf Grund der konischen Form des Meßrohres besonders in den unteren Meßbereichen ein immer enger werdender Durchflußspalt zwischen Schwebekörper und Rohrwand vorhanden ist, kann es zu einer Blockierung des Meßvorganges kommen, wenn das Medium so große Teilchen enthält, daß diese nicht durch den Meßspalt hindurchpassen und so den Schwebekörper einklemmen.
Einer lediglich einmaligen Verwendung der Meßvorrichtung, wie es für den medizinischen Bereich aus hygienischen Gründen zu fordern wäre, stehen die hohen Herstellungskosten entgegen.
Zur Behebung dieser Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Meßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und preiswert herstellbar ist, sowie in jedem Meßbereich betriebssicher arbeitet und darüberhinaus auch bei undurchsichtigen Medien in einfacher Weise ablesbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine aus einem länglichen Hohlkörper bestehende Meßstrecke mit konstantem Querschnitt vorgesehen ist, durch die das Medium strömt, und die Meßstrecke von einem Anfangspunkt an eine von Punkt zu Punkt zunehmende Steigung aufweist, und der Meßkörper eine konstante wirksame Stirnfläche hat.
In zweckmäßiger Ausführung der Erfindung hat die Meßstrecke einen Kreisquerschnitt und steigt in Form einer Exponentialkurve an. Der Hohlkörper besteht in weiterer Ausbildung der Erfindung aus durchsichtigem Werkstoff. Da der Meßkörper, der zweckmäßigerweise aus einer Kugel besteht, stets an der Innenwand der Meßstrecke anliegt, ist er auch bei zu messenden undurchsichtigen oder trüben Medien von außen sichtbar.
Durch Verwendung eines die Meßstrecke bildenden Hohlkörpers aus flexiblem Werkstoff, beispielsweise aus einem durchsichtigen Plastikschlauch, läßt sich die Meßvorrichtung äußerst kostgünstig herstellen. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der Hohlkörper in einer den Verlauf der Meßstrecke aufweisenden Aufnahmeeinrichtung leicht lösbar gehalten ist. Dadurch ist die gewünschte Steigung der Meßstrecke bei Verwendung von flexiblem Werkstoff leicht reproduzierbar.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Aufnahmeeinrichtung für die Meßstelle schwenkbar in zwei quer zueinander stehenden Ebenen angeordnet ist. Durch die damit mögliche Veränderbarkeit der Steigung der Meßstrecke kann eine Spreizung des Meßbereichs und damit eine genauere und leichtere Ablesbarkeit erreicht werden.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Im einzelnen zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Durchflußmeßeinrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt a-a aus Fig. 1, Fig. 3 eine vereinfachte perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels mit den Schwenkachsen x-x und z-z.
In einer Aufnahmeeinrichtung 1 ist eine Ausnehmung 2 mit einer Skalenteilung 3. In die Ausnehmung 2 eingeklemmt ist ein schlauchförmiger Hohlkörper 4 mit einer Eintrittsöffnung 5 und einer Austrittsöffnung 6. In dem Hohlkörper 4 befindet sich eine Kugel 7. Die Aufnahmeeinrichtung 1 ist in 2 horizontalen Achsen x-x und z-z schwenkbar gelagert. Das zu messende Medium strömt bei der Eintrittsöffnung 5 in den Hohlkörper 4 und erzeugt dabei einen Strömungswiderstand an der mit Spiel angeordneten Kugel 7. Der Strömungswiderstand ist abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit und somit von dem Durchflußstrom. Jedem Durchflußstrom ist eine bestimmte Steigungskomponente in der kurvenartig verlaufenden Meßstrecke zwischen Eintrittsöffnung 5 und Austrittsöffnung 6 zugeordnet, aus der sich der Gleichgewichtszustand zwischen Strömungswiderstand und Gewichtskompenente der Kugel 7 ergibt. Die Lage der Kugel 7 kann an der Unterseite des durchsichtigen Hohlkörpers als Zahlenwert der geeichten Skala 3 abgelesen werden. Durch schwenkender Aufnahmeeinrichtung um die Achsen x-x oder z-z läßt sich die Meßempfindlichkeit beeinflußen, da sich hierdurch die Steigung der Meßstrecke ändert.

Claims

Schutzansprüche

Vorrichtung zur Messung der Durchflußmenge bzw. der Strömungsgeschwindigkeit eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, bei der ein durch die Strömung bewegbarer Körper in dem Medium angeordnet ist und die jeweilige Stellung des Körpers ein Maß für die Strömung geschwindigkeit bzw. Durchflußmenge ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus einem länglichen Hohlkörper (4) bestehende Meßstrecke mit konstantem Querschnitt vorgesehen ist, durch die das Medium strömt, und die Meßstrecke von einem Anfangsmeßpunkt an eine von Punkt zu Punkt zunehmende Steigung aufweist, und der Meßkörper (7) eine konstante wirksame Stirnfläche aufweist.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke einen Kreisquerschnitt hat.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke in Form einer Exponentialkurve bzw. in Form einer Kreis- oder Kegelfunktion ansteigt.
4.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, die der Meßkörper eine Kugel (7) ist.
5.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daß der die Meßstrecke bildende Hohlkörper (4) aus durchsichtigem Werkstoff besteht.
6.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Meßstrecke bildende Hohlkörper (4) aus flexiblem Werkstoff besteht.
7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (4) in einer den Verlauf der Meßstrecke aufweisenden Aufnahmeeinrichtung (l) gehalten ist.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (4) leicht lösbar in der Aufnahmeeinrichtung (1) gehalten ist.
9.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke um eine horizontale Achse (z) schwenkbar angebracht ist.
10.) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Achse (z) im Bereich des Anfangsmeßpunktes gelegen ist.
11.) Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere, quer zu der Achse (z) angeordnete, ebenfalls horizontale Schwenkachse (s) für die Aufnahmeeinrichtung (1) der Meßstrecke vorgesehen ist.