DE2458719B2 - Ionisations-Durchflußmesser - Google Patents

Ionisations-Durchflußmesser

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    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/64Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by measuring electrical currents passing through the fluid flow; measuring electrical potential generated by the fluid flow, e.g. by electrochemical, contact or friction effects

Description

auster sich bei Kenntnis der loneiigeschwindigkeit V1 die interessierende Strömungsgeschwindigkeit V^ aus den an den Sammelelektroden gemessenen elektrischen
Strömen /1 und I2 bestimmen läßt.
Ein Ionisations-DurchfluBmesser der eingangs erwähnten Art ist in der DE-OS 22 24 578 beschrieben. Bei diesem bekannten Durchflußmesser verläuft das Hochspannungsfeld zwischen Quellen- und Sammelelektro-
bo den im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des zu erfassenden Gasstromes und dementsprechend ist die lonengeschwindigkeit V1 aufgrund des elektrischen Feldes senkrecht zum Gasstrom gerichtet. Die durch die Koronaentladung an der.Quellenelektrode
h> erzeugten Ionen durchlaufen daher auf ihrem Wege zu den Sammelelektroden eine weitgehend quer zum Gasstrom gerichtete Bahn. Die lonengeschwindigkeit V, aufgrund des elektrischen Feldes ist nun außer von
Jessen Feldstärke fauch von der elektrischen Ladung e und der Masse m der Ionen und von deren mittlerer freier Laufzeit τ zwischen zwei Zusammenstößen im Gasstrom abhängig, und alle diese Parameter können im Verlauf der Messungen Änderungen unterliegen, die in das Meßergebnis eingehen und dieses verfälschen können. Zur Ausschaltung dieser störenden Nebeneffekte können bei dem bekannten Durchflußmesser die an den Sammelelektroden durch die dort eintreffenden Ionen hervorgcnifenen elektrischen Ströme in der anschließenden Auswerteschaltung elektrisch mit einem Faktor multipliziert werden, der sich umgekehrt proportional zu dem Zeidntervall zwischen dem Beginn der Ionenauslösung an der Quellenelektrode und dem Eintreffen der Ionen an den Sammelelektroden ändert Auf diese Weise läßt sich ein Korrekturfaktor gewinnen, mit dessen Hilfe nötigenfalls der Einfluß von spezifischen Eigenschaften des strömenden Gases auf das Ergebnis der Strömungsmessung ausgeschaltet werden kann. Nicht berücksichtigt wird dabei jedoch die Auswirkung von Änderungen in Druck und Temperatur des strömenden Gases, so daß im Endergebnis die erzielbare Meßgenauigkeit trotz größeren sohaltungsmäßigen Aufwandes in der Auswerteschaltung relativgering bleibt
In der US-PS 37 06 938 ist weiter ein Windstärkemesser beschrieben, bei dem zu beiden Seiten einer mit einem radioaktiven α-Strahler als Ionenquelle versehenen Zentralelektrode zwei gitterförmige Sammelelektroden angeordnet sind Die Größe der Ionenströme zwischen Zentralelektrode und Sammelelektroden hängt bei diesem Windstärkemesser außer von der zwischen diesen Elektroden anliegenden elektrischen Spannung von der Stärke des Windes ab, dessen Richtung für die Messung in Übereinstimmung mit der Feldrichtung gebracht wird. Auch bei diesem Windstärkemesser gehen Änderungen in Druck und Temperatur der das strömende Gas bildenden Luft in das Meßergebnis ein, da das Ausmaß der Ionisierung der Luft durch den «-Strahler an der Zentralelektrode und damit die Größe der an den Sammelelektroden anfallenden Ionenströme von der mittleren freien Weglänge der Strahlungsteilchen abhängt dis ihrerseits durch die Luftdichte und damit durch Druck und Temperatur der strömenden Luft bestimmt wird. Eine Berücksichtigung dieser* äußeren Einflüsse in Form einer Korrektur des Meßergebnisses ist praktisch nicht möglich.
Aus den US-PS 26 37 208 und 37 18 043 schließlich sind Meßgeräte zum Bestimmen der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen bekannt bei denen in einem zu messenden Gasstrom eine Ionenwolke erzeugt und deren Laufzeit von ihrem Erzeugungsort bis zu einer Meßstelle gemessen wird. Die interessierende Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes wird dann unmittelbar als Quotient aus dem Weg zwischen Erzeugungsort der Ionenwolke und Meßstelle einerseits und der gemessenen Laufzeit andererseits erhalten. Auch bei dieser Meßmethode läßt sich nur eine relativ begrenzte Genauigkeit erreichen, da der Transport der lonenwolke durch den Gasstrom außer von dessen Strömungsgeschwindigkeit noch von einer Reihe weiterer äußerer Faktoren wie Reibungsbeiwerten und der Art der die lonenwolke bildenden Teilchen abhängt und diese Faktoren mit einer reinen Laufzeitmessung nicht erfaßba1' um-l Derücksichtigbar sind.
Der Erfincking liegt die Aufgabe zugrunde, einen lonisations-Durcl'flußmesser der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß er sich durch eine gesteigerte Meßempfindlichkeit auszeichnet und allen Änderungen in der Zusammensetzung und sonstigen Zustandsgrößen des strömenden Gases sowie Schwankungen in der elektrischen Stromversorgung automatisch Rechnung trägt
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ausbildung für einen Ionisations-Durchfliißmesser, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist
ίο Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einem gemäß der Erfindung gestalteten Durchflußmesser verlaufen die Richtung des die durch Koronaentladung an der Quellenelektrode erzeugten Ionen beschleunigenden elektrischen Feldes und die Strömungsrichtung des zu messenden Gasstromes parallel zueinander, und die Einflüsse des elektrischen Feldes und des Gasstromes auf die Iojienströme an den Sammelelektroden addieren bzw. subtrahieren sich rein algebraisch. Die über die Zeitmeßeinrichtung erfaßte Laufzeit der Ionen stellt bei der Ixbeitsweise des erfindungsgernäS ausgebildeten Durchflußniessers nicht das Meßergebnis selbst dar, sie bildet vielmehr nur einen notwendigen Multiplikationsfaktor für die Gewinnung der interessierenden Gasstromgeschwindigkeit die ihrerseits nur in Form der unterschiedlichen elektrischen Stromstärken an den beiden Sammelelektroden in Erscheinung tritt Des weiteren zeichnet sich ein erfindungsgemäß gestalteter Durchflußmesser durch eine hohe Meßempfindlichkeit aus, und or wird insoweit auch durch das Vorhandensein von schweren Ionen im Gasstrom nicht negativ beeinflußt
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Ionisations-Durchflußmesser gemäß der Erfindung,
F i g. 2 das die mittlere Quellenelektrode in F i g. 1 umgebende elektrische Feld in Draufischt,
Fig.3 den elektrischen Aufbau eines Ionis!:tions-Durchflußmessers gemäß der Erfindung,
Fig.4 die Spannungs- und Stromimpulse für die Messung der Ionenlaufzeit
Fig.5 eine Quellenelektrode in Gitterfoim aus parallelen Drähten,
Fig.6 eine Quellenelektrode in Gitterform aus gekreuzten Drähten und
F i g. 7a und 7b die Befestigung eines die Quellenelektrode bildenden Drahtes.
In F i g. 1 ist im Schnitt ein Ionisations-Durchflußmesser mit einem isolierenden Rohr 2 dargestellt in dem in Pfeilrichtung 4 ein Gasstrom umgewälzt wird, der durch Sammelelektroden £2 und Ei tritt Bei diesem Ausführungsbeispiel ist als Quellenelektrode 1 eine Drahtelektrode vorgesehen, die durch eine Buchse 6 tritt Die Stromversorgung der Sammelelektroden Ei und £3 erfolgt über Durchführungen 8 bzw. 10. Die Sammelelektroden E2 und Ei können den Querschnitt des Rohres 2 teilweise oder vollständig erfüllen und oval, eckig oder rund sein, ohne daß dadurch ihre Betriebsweise wesentlich geändert würde. Die Sammelelektroden Ei und £3 sind von Schutzringen 7 und 9 umgeben.
In F i g. 2 sind in Aufsicht die Quellenelektrode E1 sowie die Äquipotentiallinien dargestellt, die die
μ Quellenelektrode £Ί umgeben. Unmittelbar neben der Quellenelektrode b\ sind die Äquipotentialflächen zylindrisch, was im Querschnitt einen Kreis 12 ergibt. Im Inneren des durch den Kreis 12 dargestellten Zylinders
erfolgt die Erzeugung von Elektronen/Ionen-Paaren durch Koronaentladung. In größerer Entfernung von dem die Quellenelektrode Ei bildenden Draht zeigen die Äquipotentiallinien im Querschnitt die Form von Ellipsen. Zusätzlich sind in F i g. 2 zwei Feldlinien 14 und 16 eingezeichnet, die senkrecht zu den Äquipotentiallinien verlaufen.
In dem Schaltbild von F i g. 3 liegt die Quellenelektrode E\ gegenüber den Sammelelektroden E? und £1 auf positivem Potential, so daß positiv geladenen Ionen von den Sammelelektroden £2 und £3 angezogen werden. Dabei werden diese Ionen ohne Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Gasstromes in der Pfeilrichtung 4 auf die lonengeschwindigkeit V, beschleunigt. Außerdem nimmt der Gasstrom die im Bereich der Quellenelektrode E\ erzeugten Ionen mit einer Geschwindigkeit Vg in der Pfeilrichtung 4 mit. Dabei addieren bzw. subtrahieren sich die gleich gerichteten Geschwindigkeiten V, und Vg algebraisch. Da der Gasstrom in der Pfeilrichtung 4 von der Sammelelektrode £2 an der Quellenelektrode £1 vorbei zur Sammelelektrode £) verläuft, bewegen sich die an der Quellenelektrode Ei erzeugten Ionen auf die Sammelelektrode £2 zu mit einer Geschwindigkeit V,— Vf und auf die Sammelelektrode Ej zu mit einer Geschwindigkeit Vi+ Vg, so daß pro Zeiteinheit mehr Ionen an der Sammelelektrode £3 eintreffen als an der Sammelelektrode Ei. Die an den beiden Sammelelektroden £2 und Ej auf diese Weise entstehenden lonenströme /1 und /2 werden in angeschlossenen Verstärkern A\ bzw. Ai verstärkt, und anhand ihrer Differenz läßt sich die Geschwindigkeit V^des Gasstromes bestimmen.
Der mit der Sammelelektrode £2 verbundene Verstärker A\ wird durch einen Operationsverstärker 21 gebildet, der mit einer Rückkopplungsschleife mit einem Widerstand 20 in der Größe mehrerer ΜΩ versehen ist. Der elektrische Widerstand zwischen der der Quellenelektrode E\ und der Sammelelektrode £3 beträgt etwa 1000 ΜΩ, was bei einem Strom von 10 μΑ bei einer Potentialdifferenz von 10 kV entspricht. Parasitäre Hochfrequenzsignale von über 2 kHz, die durch den Verstärker 21 nicht verstärkt werden, hält ein Kondensator 23 fern. Der an der zweiten Sammelelektrode £3 angeschlossene Verstärker Ai weist einen ähnlichen Aufbau auf wie der Verstärker A\. Der Widerstand 22 hat dabei etwa den gleichen Wert wie der Widerstand 20. An den Ausgang der Verstärker A1 und Ai ist ein Vergleicher C angeschlossen, der an seinem Ausgang 24 ein der Differenz (h -/1) zwischen den von den Sammelelektroden £3 bzw. E2 abgegebenen und in den Verstärkern Ai bzw. A\ verstärkten Strömen /2 bzw. /j entsprechendes Signal abgibt. Dieses Signal wird dann in einem dem Vergleicher Cnachgeschalteten dritten Verstärker Aj verstärkt Die Verstärkung dieses dritten Verstärkers Aj wird über eine Leitung 26 durch das Ausgangssignal eines Addierers A gesteuert, dessen beide Eingänge an die Ausgänge der Verstärker A\ und /\2 angeschlossen sind. Das Ausgangssignai des Addierers A entspricht also der Summe (h + l\) aus den durch die Verstärker Ai bzw. A\ verstärkten Strömen h und h an den Sammelelektroden £3 bzw. £2. Auf diese Weise entsteht im Verstärker Aj der Quotient aus Differenz und Summe dieser Ströme h und /,. Zur Auslösung der zu diesen Strömen führenden Ionen an der Quellenelektrode ei werden dieser über eine Leitung 30 von einer Quelle 36 positive Rechteckimpulse 34 zugeführt. An die Leitung 30 ist weiter eine Zeitmeßeinrichtung H angeschlossen, die das Zeitintervall T-, zwischen dem Eintreffen der Ionen an der Sammelelektrode £3 und der Anlage des zugehörigen Rechteckimpulses 34 an die Quellenelektrode Ei erfaßt und ein diesem Zeitintervall umgekehrt proportionales Signal über eine Leitung 27 an den dritten Verstärker Ai abgibt. Dieser verwertet dieses Signal als einen weiteren Multiplikationsfaktor für sein Ausgangssignal, und dieses über seinen Ausgang 28 abgegebene Ausgangssignal entspricht damit dem Produkt aus der lonengeschwindigkeit Keinerseits und
in dem Quotienten aus Differenz und Summe der Ströme /2 und Α andererseits und stellt damit entsprechend der eingangs angegebenen Formel die interessierende Strömungsgeschwindigkeit V, des zu messenden Gasstromes dar.
Ii in Fig.4 sind ein Hochspannungssignal 40 über die Quellenelektrode Ei sowie das vom ersten Verstärker A\ abgegebene Stromantwortsignal 42 dargestellt. Selbstverständlich ist für diese Messung der erste Verstärker A\ so ausgewählt, daö er eine sehr kurze Ansprechzeit besitzt. Das Zeitintervall T\ ist die Flugzeit der Ionen zwischen der Quellenelektrode L·] und der Sammelelektrode E2. Die lonengeschwindigkeit V, zwischen den beiden Elektroden ist gleich dem Zeitintervall Γι, dividiert durch den Abstand L zwischen
2'j der Quellenelektrode Ει und der Sammelelektrode E).
B?i einem Ausführungsbeispiel sind als Elektroden Gitter aus Kupfer mit 34 mm Durchmesser vorgesehen und ih der Mitte eines Rohrs mit 80 mm Durchmesser aus Polyvinylchlorid angeordnet. Die Gitter bestehen
jn aus 0,1 -mm-Messingdraht und sind um 0,2 mm beabstandet, weshalb die Maschenweite 0,3 mm beträgt. Die beiden Gitter sind jeweils 25 mm beiderseits eines 0,1-mm-Platindrahts angeordnet.
Bei Anlegen einer Hochspannung von 10 kV an den
)) Platindraht wird ein Gesamtstrom von 10 μΑ erhalten. Der Vorwärtsstrom oder der elektrische Strom in Strömungsrichtung beträgt 4,95 μΑ, und der Rückwärtsstrom oder der elektrische Strom gegen die Strömungsrichtung beträgt 5,05 μΑ. Die beiden Verstärker A\, Ai.
die die beiden Ströme verstärken, werden so eingestellt, daß die Ausgangsspannung an jedem der Gitter 5 V beträgt.
Es wird nun eine Potentialdifferenz Null festgestellt. Die Anordnung wird nun in einem kontinuierlichen Kreislauf angeordnet, der einen Luftdurchfluß bei 18°C und 1013 mbar ermöglicht Mit Hilfe eines Ventilators oder Gebläses wird die Luft in dem Kreislauf mil verschiedenen durch ein Hilfsgerät gemessenen Durchflußmengen umgewälzt.
Es werden folgende Anzeigen erhalten:
2,42 V
3,06 V
3,67 V
4,04 V
5,6 V
22,6 g/s
28 g/s
34 g/s
37 g/s
51 g/s
In F i g. 5 ist eine Quellenelektrode Ei in Form eine« aus in einem Rahmen 46 befestigten parallelen Drähter 44 gebildeten Gitters dargestellt
In F i g. 6 besteht die Quellenelektrode Ei aus einerr Gitter 48 aus einem Netzwerk aus gekreuzten Drähten.
In der F i g. 7a ist eine Befestigungsweise des Drahte; wiedergegeben mit einem Dorn 62, einer Aussparung 6< und einer Gewindeschraube 66. Eine weitere Gewinde schraube 68 hält einen Zapfen 70 gegen eine Feder 72 Der die Quellenelektrode Ei bildende Draht 74 ist arr Zapfen 70 angeschweißt Das andere Ende des Draht
74 ist an einem weiteren Zapfen 76 angeschweißt oder angeklebt, der in einer Aussparung 78 des Gewindekopfs bzw. der -schraube 66 ruht. Um den Draht 78 in dem Dorn 62 unter Spannung zu setzen, sind die Feder 72, der Zapfen 70 und der Draht 74 angeordnet, der am Ende des weiteren Zapfens 76 nach außen tritt. Der Draht 74 wird am weiteren Zapfen 76 befestigt. Die Schreibe 68 wird nun herausgeschraubt, und unter Wirkung der Feder 64 spannt sich der Draht 74.
In Fig. 7b ist der Dorn 62 in seiner Lage im Rohr 2 ι dargestellt. Die Dichtung 80 ermöglicht die Abdichtung des DurchfluQmesser-lnneren. Es ist, um beträchtliche Schwankungen bei den Messungen zu vermeiden, oft unerläßlich, den die Quellenelektrode E\ bildenden Draht 74 durch diese Einrichtung einer konstanten i (mechanischen) Spannung zu unterwerfen.
Eine besonders wichtige Anwendung für den erfindungsgemäßen Durchflußmesser ist die Messung der in einen Motor eingeführten Gasmenge. Diese Messung erlaubt die Festlegung der eingeführten .' Gasmenge gemäß dem Druck (z. B. Höhe der Benutzung eines Kraftfahrzeugs), der Temperatur des Gases am Eintritt und der Menge der zugeführten Luft. Diese Messung und die sich daraus ergebende Regelung kann eine Kraftstoffeinspariing von 10 bis 15%
■> bewirken.
Bei dieser Anwendung wird der Massen- oder Mengendurchfluß von Luft mit Hilfe eines Durchflußmessers in Form des elektrischen Stroms A1 gemessen, der vom Vergleicher und den Verstärkern verarbeitet
" oder umgeformt und über die Zeit integriert wird.
Der Durchflußmesser ist auch zum Steuern odtr Regeln von Zugbremsen verwendbar. Um Siöße oder Brüche der Fahrzeugkupplungen zu vermeiden, kann nämlich der Lufteintritt in die Bremsleitungen abhängig
"> von der Geschwindigkeit gesteuert werden. Mit Hilfe der Vorrichtung wird die Stellung des Lufteintrittsventils so gesteuert, daß ein konstanter Durchfluß erhalten wird.
Der erfindungsgemäße hochempfindliche Durchflußmesser kann zum Erfassen von fiaslecks bei Rohrleitungen oder Gasbehältern verwendet werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche;
1. Ionisations-Durchflußroesser for Gase mit einer in einem Gasstrom angeordneten Quellenelektrode als Ionenquelle und zwei Sammelelektroden, zwischen denen eine zur Auslösung einer Koronaentladung ausreichende impulsförmige Hochspannung anlegbar ist, sowie mit einer Auswerteschaltung, die im Anschluß an die erste und die zweite Sammelelektrode einen ersten bzw. einen zweiten Verstärker und an deren Ausgange angeschlossene Summen- und Differenzverstärker sowie eine mit den Ausgangssignalen des Summen- und des Differenzverstärkers gespeiste Einrichtung zum Bilden des Quotienten aus der Differenz und der Summe der elektrischen Ströme an den beiden Sammelelektroden aufweist, der außerdem ein der Laufzeit der Ionen zwischen Quellenelektrode und Sammelelektroden umgekehrt proportionales Signal als Multiplikationsfaktor zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl die Quellenelektrode (E1) als auch die Sammelelektroden (E2, £3) in Ebenen senkrecht zur Strömungsrichtung (4) im Gasstrom angeordnet sind und von den Sammelelektroden (Ei und £3) die eine (Ei) stromauf und die andeye (E3) in gleichem Abstand stromab von der Quellenelektrode (E{) liegt und
daß eine Zeitmeßeinrichtung (H) zum Erfassen der Laufzeit der fönen einerseits an die Quelle (36) für die Hochspannungsimpulse (34) und andererseits mindestens an einen der mit clji Sammelelektroden (E2, E3) verbundenen Verstärker (A„ A2) angeschlossen ist und ausgangsseitig die Vc Stärkung eines auf die Summen- und Differenzverstärker (A, C) folgenden Verstärkers (A3) steuert
2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellenelektrode (E\) ein quer zur Richtung (4) des Gasstromes gespannter dünner Draht (74) ist (F i g. 7a, 7b).
3. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellenelektrode (E1) eil Gitter (44; 48) aus zueinander parallelen und/oder einander kreuzenden Drähten ist (F i g. 5,6).
4. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellenelektrode (E\) eine flache Kreisscheibe von kleinem Durchmesser ist.
5. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelelektroden (E2, Ej) Gitter sind, deren Maschenweite klein ist gegen den Abstand der Sammelelektroden (E2, Ei) von der Quellenelektrode (E\).
6. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelelektroden (E2, Ej) jeweils an ihrem Fußteil von auf Massepotential liegenden Schutzringen (7,9) umgeben sind (Fig.)).
7. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang des auf die Summen- und Differenzverstärker (A, C) folgenden Verstärkers (Aj) ein Integrator zum Bestimmen der während einer einstellbaren Zeitdauer insgesamt durch den Durchflußmesser hindurchgeströmten Gasmenge nachgeschaltet ist.
Die Erfindung betrifft einen lonisations-Durehflußmesser for Gase mit einer in einem Gasstrom angeordneten Quellenelektrode als Ionenquelle und zwei Sammelelektroden, zwischen denen eine zur Auslösung einer Koronaentladung ausreichende impulsförmige Hochspannung anlegbar ist, sowie mit einer Auswerteschaltung, die im Anschluß an die erste und die zweite Sammelelektrode einen ersten bzw. einen zweiten Verstärker und an deren Ausgänge ang^schlos sene Summen- und Differenzverstärker sowie eine mit den Ausgangssignalen des Summen- und des Differenzverstärkers gespeiste Einrichtung zum Bilden des Quotienten aus der Differenz und der Summe der elektrischen Ströme an den beiden Sammelelektroden aufweist, der außerdem ein der Laufzeit der Ionen zwischen Quellenelektrode und Sammelelektroden umgekehrt proportionales Signal als Multiplikationsfaktor zugeführt wird. Bei einem solchen Durchflußmesser wird die interes sierende Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes anhand von elektrischen Strömen bestimmt, die sich durch an der Quellenelektrode mitteis Koronaentladung erzeugte und an den Sammelelektroden aufgefangene Ionen des strömenden Gases ergeben. Dabei unterlie gen diese Ionen auf ihrem Wege von der Quellenelek trode zu den Sammelelektroden zum einen der Einwirkung des zwischen den Elektroden herrschenden elektrischen Feldes und zum anderen dem Einfluß des Gasstromes, und sie besitzen daher eine erste Teilgeschwindigkeit in Richtung des elektrischen Feldes und eine zweite Teilgeschwindigkeit in der Strömungsrichtung des Gasstromes, von denen für das Meßergebnis letztlich nur die zweite Teilgeschwindigkeit interessiert, die der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstro- mes gleich ist Ausgehend von den an den beiden Sammelelektroden erfaßten elektrischen Strömen entspricht deren Summe der Gesamtzahl der an den beiden Sammelelektroden eintreffenden Ionen, während eine etwaige Differenz zwischen diesen elektrischen Strö men und damit eine etwaige Differenz '.n der Anzahl der an den beiden Sammelelektroden erfaßten Ionen auf den Einfluß der Gasströmung zurückgeht. Dabei besteht zwischen der auf das elektrische Feld zurückgehenden lonengeschwindigkeit Vi, der Strömungsgeschwindig keit Vg des Gasstromes und den an den beiden Sammelelektroden erfaßten elektrischen Strömen l\ und/2 die Beziehung
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Publication Number Publication Date
DE2458719A1 DE2458719A1 (de) 1975-06-19
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LU (1) LU71439A1 (de)
NL (1) NL7416046A (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2605279A1 (de) * 1975-02-12 1976-08-26 Lucas Electrical Co Ltd Koronaentladungs-mediumflusswandler und kraftstoffeinspritzsystem fuer brennkraftmotor mit einem solchen wandler
DE4105118C1 (en) * 1991-02-19 1992-04-30 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De Miniature electrostatic pump or flow velocity sensor - has active zone protected while remainder of semiconductor device is embedded in resin mass
DE4117912A1 (de) * 1991-05-31 1992-12-03 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zum bestimmen der stroemungsgeschwindigkeit eines gases oder einer fluessigkeit
DE4130210A1 (de) * 1991-09-11 1993-03-25 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und verfahren zum bestimmen der stroemungsgeschwindigkeit eines gases oder einer fluessigkeit
DE102004020498A1 (de) * 2004-04-26 2005-12-01 Railion Deutschland Ag Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit in pneumatischen oder hydraulischen Leitungen von Fahrzeugverbänden ohne Beeinträchtigung der sicherheitsrelevanten Eigenschaften

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4074572A (en) * 1975-07-28 1978-02-21 United Technologies Corporation Method and apparatus for sensing the flux of a flowing fluid
US4167114A (en) * 1975-11-24 1979-09-11 S.C.I. Le Brin Device for measuring the mass flow or flow rate of a gas
US4056003A (en) * 1975-11-24 1977-11-01 S.C.I. Le Brin Device for measuring the mass flow or flow rate of a gas
DE2743960A1 (de) * 1976-10-05 1978-04-06 Inst Nat Radio Elements Vorrichtung zur messung des durchsatzes oder der geschwindigkeit eines gasfoermigen stromes
JPS5387262A (en) * 1977-01-10 1978-08-01 Nissan Motor Measuring apparatus for flow rate
US4127029A (en) * 1977-04-25 1978-11-28 La General De Fluides Geflu Ionic measuring device
JPS5829853B2 (ja) * 1977-05-02 1983-06-25 日産自動車株式会社 質量流量計測装置
US4152935A (en) * 1978-01-12 1979-05-08 Nissan Motor Company, Limited Mass flow measuring apparatus
US4248086A (en) * 1978-02-24 1981-02-03 S.C.I. Le Brin Device for measuring the mass flow or flow rate of an insulating liquid
DE3007800A1 (de) * 1979-03-02 1981-01-15 Balaguer Enrique Suay Backofen
FR2461954A1 (fr) * 1979-07-18 1981-02-06 Barat Jean Dispositif pour la mesure simultanee des composantes du vecteur vitesse d'un ecoulement gazeux ionisable
FR2491618B1 (fr) * 1980-10-07 1985-06-07 Renault Capteur ionique de debit a temps de transit de type differentiel
US4441371A (en) * 1981-04-04 1984-04-10 Lucas Industries Limited Gas flow meters
GB2117518B (en) * 1982-04-01 1986-07-09 Magyar Tudomanyos Akademia Method and device for detecting electrical charge of particles in a gas stream
FR2560379B1 (fr) * 1984-02-24 1988-10-14 Renault Capteur a turbulences reduites pour la mesure du debit d'air par temps de transit
US5546800A (en) * 1995-11-08 1996-08-20 Daniel; Bernard Early warning tornado detector
US6675660B1 (en) * 2002-07-31 2004-01-13 Sandia National Laboratories Composition pulse time-of-flight mass flow sensor
US7483255B2 (en) * 2003-06-11 2009-01-27 Ion Systems Ionizing electrode structure and apparatus
US7339778B1 (en) * 2003-06-11 2008-03-04 Ion Systems Corona discharge static neutralizing apparatus

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2637208A (en) * 1949-11-17 1953-05-05 Nat Res Corp Velocity measuring by use of high energy electrons
US2861452A (en) * 1956-04-23 1958-11-25 Gen Electric Nuclear anemometer
FR2100986A1 (fr) * 1970-08-03 1972-03-31 Electro Inf Jauge a ionisation de mesure de la vitesse et du debit massique de l'ecoulement d'un gaz
US3648517A (en) * 1970-11-25 1972-03-14 Thermo Systems Inc Control apparatus for mass flow meter
US3718043A (en) * 1970-12-15 1973-02-27 Nucleonics Dev Co Ionization gas flow meter with pulse rate servo
US3706938A (en) * 1971-03-10 1972-12-19 Us Army Directional ion anemometer
FR2138240B1 (de) * 1971-05-19 1974-10-11 Hadjidjanian Huguette
US3739785A (en) * 1972-05-08 1973-06-19 Philip Morris Inc Cigarette with coated wrapper ventilation flaps

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2605279A1 (de) * 1975-02-12 1976-08-26 Lucas Electrical Co Ltd Koronaentladungs-mediumflusswandler und kraftstoffeinspritzsystem fuer brennkraftmotor mit einem solchen wandler
DE4105118C1 (en) * 1991-02-19 1992-04-30 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De Miniature electrostatic pump or flow velocity sensor - has active zone protected while remainder of semiconductor device is embedded in resin mass
DE4117912A1 (de) * 1991-05-31 1992-12-03 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zum bestimmen der stroemungsgeschwindigkeit eines gases oder einer fluessigkeit
DE4130210A1 (de) * 1991-09-11 1993-03-25 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und verfahren zum bestimmen der stroemungsgeschwindigkeit eines gases oder einer fluessigkeit
DE102004020498A1 (de) * 2004-04-26 2005-12-01 Railion Deutschland Ag Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit in pneumatischen oder hydraulischen Leitungen von Fahrzeugverbänden ohne Beeinträchtigung der sicherheitsrelevanten Eigenschaften
DE102004020498B4 (de) * 2004-04-26 2008-01-03 Railion Deutschland Ag Vorrichtung zur Messung einer Strömungsgeschwindigkeit in Bremsleitungen von Schienenfahrzeugen ohne Beeinträchtigung der sicherheitsrelevanten Eigenschaften

Also Published As

Publication number Publication date
DE2458719C3 (de) 1981-06-11
IT1027610B (it) 1978-12-20
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DK623574A (de) 1975-08-11
DE2458719A1 (de) 1975-06-19
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BE822890A (fr) 1975-04-01
LU71439A1 (de) 1975-06-11
FR2254013B1 (de) 1978-02-24
US3996795A (en) 1976-12-14
CA1028393A (en) 1978-03-21

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