DE242038C

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Publication number: DE242038C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 42 o. GRUPPEIl.CLASS 42 o. GRUPPEIl.

SIEMENS & HALSKE AKT-GES. in BERLIN.SIEMENS & HALSKE AKT-GES. in Berlin.

Elektrische Meßvorrichtung für Gas- oder LuftgeschwindigkeitenElectric measuring device for gas or air velocities

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Mai 1909 ab. Patented in the German Empire on May 18, 1909 .

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit von Gasen oder Luft und besteht aus einer Wheatstoneschen Brückenanordnung, von der zwei gleiche Zweige aus sehr dünnen, durch den Meßstrom erwärmten Draht von großem Widerstands-Temperatur koeffizien ten bestehen. Die beiden Zweige liegen hintereinander in dem strömenden Medium. Vorteilhaft werden sie zickzackförmig derart angeordnet, daß ihre Ebene in der Strömungsrichtung liegt, und daß sie in einem innen hochpolierten, gut wärmeleitenden Gehäuse untergebracht sind.The invention relates to a device for measuring the speed of gases or Air and consists of a Wheatstone bridge arrangement, two of which are alike Branches made of very thin wire, heated by the measuring current, with a high resistance temperature coefficients exist. The two branches lie one behind the other in the flowing one Medium. They are advantageously arranged in a zigzag shape in such a way that their plane lies in the direction of flow and that they are housed in a highly polished, thermally conductive housing.

Der von dem strömenden Medium zuerst getroffene Zweig wird stärker abgekühlt als der zu zweit getroffene, der von bereits vorgewärmtem Gas bespült wird. Infolgedessen ändert sich der Widerstand des ersten Zweiges gegenüber dem des zweiten, und das Galvanometer schlägt aus.The branch hit first by the flowing medium is cooled more than the one hit in pairs, which is flushed with already preheated gas. Consequently the resistance of the first branch changes compared to that of the second, and so does the galvanometer knocks out.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 · einen senkrechten und Fig. 3 einen wagerechten Schnitt durch das Gehäuse mit den Meßdrähten, während Fig. 4 die Schaltung des Instrumentes angibt. Fig. 5 zeigt eine Anordnung, die das Instrument anstatt in der Hauptströmung in einem Nebenschluß anzuordnen gestattet. Dabei wird keine Stauscheibe gebraucht, sondern die Nebenschlußleitung führt direkt in das Gehäuse.In the drawing, an embodiment of the invention is shown. Fig. 1 shows the Device in perspective view, FIG. 2 a vertical one and FIG. 3 a horizontal one Section through the housing with the measuring wires, while Fig. 4 indicates the circuit of the instrument. Fig. 5 shows an arrangement which place the instrument in a shunt instead of in the main flow allowed. No baffle plate is needed, but the shunt line leads directly into the housing.

α ist eine Stauscheibe, die in das strömende Medium gehalten wird. Sie besteht z. B. aus einer Kammer, die durch eine Zwischenwand b in zwei Teile geteilt ist. An der Vorder-und Rückseite der Kammer ist eine Öffnung c. An beide Teile der Kammer schließen sich Leitungen d_x und d₂ an, die über zylindrische Erweiterungen e_x und e_a und keilförmige Zwischenstücke /^₁ und f₂ zu dem eigentlichen Meßkasten M führen. In dem Kasten- M sind die beiden Zweige g und h der Brücke untergebracht. Sie bestehen beispielsweise aus feinem Nickeldraht und sind, wie Fig. 3 in vergrößertem Maßstabe zeigt, zwischen Spiralfedern i zickzackförmig ausgespannt. Die Federn i, die auch aus Nickeldraht bestehen können, sind in Platten aus Hartgummi befestigt. Die Befestigung erfolgt am einfachsten dadurch, daß die Drähte durch feine Bohrungen im Hartgummi gesteckt und an den Enden im elektrischen Lichtbogen zu kleinen Kügelchen geschmolzen werden. Die Leitungen k führen zur Meßbrücke. α is a baffle plate that is held in the flowing medium. It consists z. B. from a chamber which is divided into two parts by a partition b. At the front and back of the chamber there is an opening c. Lines d _x and d _{2 are connected} to both parts of the chamber and lead to the actual measuring box M via cylindrical extensions e _x and e _a and wedge-shaped _{spacers / ^ 1} and f _2. The two branches g and h of the bridge are housed in the box M. They consist, for example, of fine nickel wire and, as FIG. 3 shows on an enlarged scale, stretched out in a zigzag shape between spiral springs i. The springs i, which can also consist of nickel wire, are fastened in plates made of hard rubber. The easiest way to fix it is to put the wires through fine bores in the hard rubber and melt them into small balls at the ends in an electric arc. The lines k lead to the measuring bridge.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die bei c eintretende Luft strömt durch das Rohr d_lt die Erweiterung S₁ und den Raum f_x in den Meßkasten M. Die Räume e_x und f_x dienen dazu, die Luft auf den Querschnitt" des Kastens gleichmäßig zu verteilen. Die beiden Zweige g und h werden elektrisch auf 30 bis 6o° über die Lufttemperatur geheizt. Der Luftstrom kühlt nun den ersten Draht g stärker ab als den zweiten Draht h; dadurch entsteht eine Differenz der sonst bei gleichen Temperaturen gleichen Widerstände der Drähte g und h, und ein in die Brücke geschaltetes Muli -Voltmeter gibt der Widerstandsdifferenz proportionale Ausschläge. Die Wände des Kastens bestehen aus dicken Kupferplatten und behalten in-The mode of operation of the device is as follows: The air entering at c flows through the pipe d _lt the extension S ₁ and the space f _x into the measuring box M. The spaces e _x and f _x serve to bring the air to the cross section "of the box The two branches g and h are heated electrically to 30 to 60 ° above the air temperature. The air flow now cools the first wire g more than the second wire h; this creates a difference between the resistances of the otherwise equal at the same temperatures Wires g and h, and a multi-voltmeter connected to the bridge gives the resistance difference proportional deflections. The walls of the box are made of thick copper plates and keep in

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folge ihrer guten Wärmeleitfähigkeit im allgemeinen eine Temperatur, die sich von der Außentemperatur nicht wesentlich unterscheidet. Die Empfindlichkeit des Instrumentes wird dadurch zwar etwas vermindert, aber die Eichungskurve wird besser und das Instrument geht sehr schnell und sicher in die Nullage zurück.follow their good thermal conductivity in general a temperature which differs from the Outside temperature does not differ significantly. The sensitivity of the instrument is reduced somewhat by this, but the calibration curve is better and that The instrument returns to the zero position very quickly and safely.

Angestellte Versuche haben gezeigt, daß dieEmployed tests have shown that the

ίο Widerstandsdifferenz der Drähte g und h bei kleiner Gasgeschwindigkeit im Kasten M dieser Geschwindigkeit proportional bleibt. Bei großer Gasgeschwindigkeit im Kasten M nimmt die Widerstandsdifferenz und der damit proportionale Ausschlag des Milli-Voltmeters langsamer zu als diese Geschwindigkeit. Nun ändert sich aber die Geschwindigkeit in M annähernd proportional dem Quadrat der äußeren, die Stauscheibe treffenden Luftgeschwindigkeit. Solange also die Ausschläge des Voltmeters mit den Geschwindigkeitsänderungen in M linear verbunden sind, geben sie die Luftgeschwindigkeit außen nach einer quadratischen Skala an. Für eine größere Geschwindigkeit dagegen kann die Abweichung von der Proportionalität zwischen Geschwindigkeit in M und Ausschlag des Voltmeters dazu benutzt werden, den oberen Teil der Skala in günstiger Weise zu verkürzen.ίο Resistance difference of wires g and h at low gas speed in box M remains proportional to this speed. If the gas velocity in the box M is high, the difference in resistance and the proportional deflection of the milli-voltmeter increases more slowly than this velocity. Now, however, the speed in M changes approximately proportionally to the square of the outer air speed that hits the baffle plate. As long as the voltmeter deflections are linearly linked to the changes in speed in M , they indicate the air speed on the outside on a square scale. For a higher speed, on the other hand, the deviation from the proportionality between the speed in M and the deflection of the voltmeter can be used to shorten the upper part of the scale in a favorable manner.

Im allgemeinen wird man das Instrument in Verbindung mit einer Stauscheibe verwenden. Zur Messung von Gasströmungen in Röhren, z. B. Ventilatorleitungen, kann man sich der in Fig. 5 dargestellten Anordnung bedienen. Das Rohr m, durch das der zu messende Gasstrom fließt, erhält zwei große Querschnittserweiterungen« mit einem Verbindungsstück 0. Die Strömungsgeschwindigkeit wird in den Erweiterungen η so stark vermindert, daß eine Stauwirkung auf die Anschlußrohre p zum Meßapparat ausgeschlossen ist. Auf den Nebenschluß, der durch den Meßkasten führt, wirkt unter diesen Umständen stets eine Druckdifferenz, die dem hydraulischen Widerstände des Rohrstückes 0 und der Strömungsgeschwindigkeit in ihm proportional ist, sofern die Übergänge von den Verengungen zu den Erweiterungen allmählich erfolgen. Durch Gleichrichter r kann das strömende Medium beruhigt werden, so daß keine Wirbelungen an den Anschlußstellen des Nebenschlusses entstehen. Die Ausschlagsskala wird in diesem Falle fast linear.In general, the instrument will be used in conjunction with a baffle plate. For measuring gas flows in tubes, e.g. B. fan lines, one can use the arrangement shown in FIG. The pipe m, through which the gas stream to be measured flows, has two large cross-sectional widenings with a connector 0. The flow velocity is reduced so much in the widenings η that a damming effect on the connecting pipes p to the measuring apparatus is excluded. Under these circumstances, a pressure difference always acts on the shunt that leads through the measuring box, which is proportional to the hydraulic resistance of the pipe section 0 and the flow velocity in it, provided that the transitions from the constrictions to the widenings are gradual. The flowing medium can be calmed by rectifiers r so that no turbulence occurs at the connection points of the shunt. In this case, the deflection scale becomes almost linear.

Claims

Patent Claims:

1. measuring device for gas or air velocities, characterized by two one behind the other lying electric heating elements, which by the flowing medium are cooled, and the change in resistance is measured.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that two of the same Branches of a Wheatstone bridge made of very thin wire with a large temperature coefficient of resistance can be used as a radiator.

3. Embodiment according to claim 1, characterized in that the two Branches are zigzagged in the direction of flow.

4. Embodiment according to claim 1, characterized in that the housing is connected to a baffle plate for the two branches. .

5. Embodiment according to claim 1, characterized in that the housing in the shunt to a closed line to expanded line cross-sections connected:

For this purpose ι sheet of drawings.