DE2528038B2 - DurchfluBmeBsystem - Google Patents

Description

wird durch einen von der Meßeinrichtung thermisch unbeeinflußten und die ursprüngliche Temperatur der Flüssigkeit messenden Temperaturfühler erzielt, indem Messungen des letzteren mit den Messungen der beiden anderen Temperaturfühler verglichen und indem bei ■> einer Temperaturdifferenz die beiden dem strömenden bzw. ruhenden Medium zugeordneten Heizelemente so beaufschlagt werden, daß deren Temperatur auf eine konstante Gradzahl oberhalb der mit dem dritten Temperaturfühler gemessenen Temperatur der Flüssig- κι keit eingestellt bleibt. Dadurch wird eine gute Empfindlichkeit und Ansprechzeit gewährleistet, die unabhängig von der Temperatur des fließenden Mediums immer gleich ist.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme ι -, auf die Zeichnung näher erläutert, in der ein das erfindungsgemäße Durchflußmeßsystem beispielhaft erläuterndes Schaltbild zusammen mit einer Draufsicht auf einen teilweise gebrochen gezeigten UurchlluUkanal dargestellt ist, wobei schematisch gezeigt wird, wo _>n elektrische Elemente des Systems thermisch mit der Flüssigkeit im Meßrohr gekoppelt sind.

Die Zeichnung zeigt im einzelnen eine als Meßrohr 10 ausgebildete Leitung mit einem ersten Bereich 12, in dem bewegte Flüssigkeit 14 geführt wird, deren y, Durchflußrichtung mit dem Pfeil 16 angegeben ist, und einem zweiten Bereich 18, in dem sich stationäre Flüssigkeit 14 befindet. Der erste und zweite Bereich 12 bzw. 18 werden vorzugsweise durch getrennte erste und zweite Durchflußkanäle gebildet, wobei die Quer- in schnittsfläche der Teile des zweiten Bereichs 18, die den zweiten Bereich 18 mit dem ersten Bereich 12 verbinden, klein ist, um die Bewegung der Flüssigkeit 14 durch den zweiten Bereich 18 auf einen Wert zu reduzieren, bei dem die Flüssigkeit 14 im zweiten η Bereich als stationär angesehen werden kann.

Der Figur ist weiterhin eine Darstellung des Schaltbildes eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Durchflußmeßsystems zu entnehmen, bei dem elektrische Elemente thermisch mit 4n der Flüssigkeit 14 gekoppelt sind. Erste und zweite Heizelemente, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Halbleiterheiztransistoren 20 und 22 ausgebildet sind, sind thermisch mit der Flüssigkeit 14 im ersten und zweiten Bereich 12 bzw. 18 gekoppelt. Vorzugsweise 4i sind die Heiztransistoren 20 und 22 Komponenten von Halbleiterchips 24 bzw. 26. die auch erste bzw. zweite Temperaturfühlelemente aufweisen. Diese Temperaturfühlelemente sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel als temperaturempfindliche Dioden 28 und 30 ίο wiedergegeben, die thermisch mit den ersten und zweiten Heiztransistoren 20 bzw. 22 verbunden sind. Zusätzlich ist ein drittes Temperaturfühlelement, dargestellt als Teil eines dritten Halbleiterchips 34, thermisch mit der Flüssigkeit 14 gekoppelt das beispielsweise eine temperaturempfindliche Diode 32 enthalten kann; dieses Element ist am Meßrohr 10 vorgesehen, um die Umgebungstemperatur der in das Meßrohr 10 eintretenden Flüssigkeit 14 zu messen. Gemäß der Zeichnung ist das Chip 34 nahe der Eintrittsseite des ersten Kanals μ 12 angeordnet Vorzugsweise bestehen erste, zweite und dritte Chips 24, 26 und 34 aus Komponenten einer Durchflußmeßumformeranordnung, wobei erste und zweite Chips 24 und 26 zu einem langen, dünnen, integrierten Schaltungschip kombiniert sind, das an seinen beiden Enden die Heiztransistoren 20 bzw. 22 aufweist die thermisch mit der Flüssigkeit 14 im ersten und zweiten Kanal 12 und 18 gekoppelt sind.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel bezwecken die temperaturempfindlichen Dioden 28,30 und 32 die Erzeugung vergleichender Kontrollspannungen, die dazu benutzt werden, daß die Chips 24 und 26 um eine konstante Gradzahl höher als die Umgebungstemperatur der Flüssigkeit 14, vorzugsweise ungefähr 30⁰C höher gehalten werden. Wenn die Temperatur der Dioden 28,30 und 32 steigt, fällt deren Anoden-zu- Kathoden-Spannung, sofern die Dioden 28,30 und 32 mit konstantem Strom versorgt werden. Durch Vergleich der an den ersten und zweiten Dioden 28 und 30 anliegenden Spannungen mit der Spannung an der dritten Diode 32 können somit die Spannungsdifferenzen gemessen und als Signal für die Heiztransistoren 20 und 22 verwendet werden, um die Chips 24 und 26 auf einer im vorliegenden Beispiel um ungefähr 30⁰C gegenüber der Temperatur der Flüssigkeit 14 höheren Temperatur zu halten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dies durch erste und zweite Differentiaiverstärker 36 und 38 erreicht. Eine erste Spannungsquelle, dargestellt als Batterie 40, versorgt erste, zweite und dritte Dioden 28,30 und 32 mit Energie. Der den Dioden 28, 30 und 32 zugeführte Strom wird mit Hilfe von Widerständen 42 konstant gehalten, deren Widerstandswert gegenüber dem der Dioden 28,30 und 32 groß ist. wobei jeder Widerstand in Serie mit einer der Dioden geschaltet ist.

Der eijite Differentialverstärker 36 besitzt einen ersten Eingangsanschluß 44, der mit der Anode der dritten Diode 32 verbunden ist. Ein zweiter Eingangsanschluß 46 ist mit einer Seite einer zweiten Spannungsquelle, dargestellt als zweite Banerie 48, verbunden, während die andere Seite der Batterie 48 mit der Anode der ersten Diode 28 verbunden ist. Ein Ausgangsan-Schluß 50 des Differentialverstärkers 36 ist mit der Basiselektrode des ersten Heiztransistors 20 verbunden. Der zweite Differentialverstärker 38 ist mit seinem ersten Eingangsanschluß 52 mit der Anode der dritten Diode 32 verbunden, während ein zweiter Eingangsanschluß 54 in Serie mit einer dritten Spannungsquelle, dargestellt als dritte Batterie 56. mit der Anode der zweiten Diode 30 verbunden ist; ein Ausgangsanschluß 48 ist schließlich mit der Basiselektrode des zweiten Heiztransistors 22 verbunden. Die zweite und dritte Batterie 48 und 56 werden dazu benutzt, die Spannung der zweiten Eingänge 46 und 54 hinreichend höher als die Spannung der ersten Eingänge 44 und 52 zu halten, so daß die Temperatur der Chips 24 und 26 gewünscht höher, in diesem Beispiel um ungefähr .30⁰C, gegenüber der Temperatur der Flüssigkeit 14 gehalten werden kann.

In der Zeichnung sind auch Schaltungsteile dargestellt, mit denen die Leistung verglichen wird, die im ersten und zweiten Heiztransistor 20 und 22 verbraucht wird, um ein Differenzsignal an einem Leitungsknoten 60 zu erzeugen proportional zur Differenz der verbrauchten Leistung zwischen den Heiztransistoren 20 und 22, sowie Schaltungsteile zum Quadrieren dieses Differenzsignals. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die Schaltungsteile zum Vergleichen der in den Heiztransistoren 20 und 22 verbrauchten Leistung aus einem dritten Differentialverstärker 62, der die Differenz in den Kollektor/Emitter-Strömen des ersten und zweiten Heiztransistors 20 und 22 mißt Die in den Heiztransistoren 20 und 22 verbrauchte Leistung ist proportional zu den von den Heiztransistoren 20 und 22 aufgenommenen Kollektor/Emitter-Strömen, wenn konstante Spannung an ihre Kollektorelektroden

angelegt ist. Die fColIektoi'elektroden der Heiztransistoren 20 und 22 werden mit der gewünscht konstanten Spannung durch die erste Batterie 40 versorgt, die, wie in der Zeichnung dargestellt, mit niederstromempfindlichen Widerständen 64 in Reihe liegt.

Der dritte Differentialverstärker 62 hat einen ersten EingangsanschluB 66, der mit der Kollektorelektrode des eriten Heiztransistors 20 verbunden ist, einen zweiten EingangsanschluB 68, der mit der Kollektorelektrode des zweiten Heiztransistors 22 verbunden ist und einen Ausgangsanschluß 70, der mit einem Schaltungsteil zum Quadrieren des resultierenden Differenzsignals verbunden ist, das beim bevorzugten Ausführungsbeispiel einen quadratischen Verstärker 72 enthält. Der quadratische Verstärker quadriert das Differenzsignal und erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal an einem Leitungsknoten 74, das linear proportional zur Durchflußrate der Flüssigkeit 14 ist. Der Ausgang des quadratischen Verstärkers 72 ist mit der einen Seite eines linear geeichten Meßinstruments 76 verbunden, dessen andere Seite mit der Batterie 40 zurückverbunden ist. Das Meßinstrument 76 zeigt dann die Durchflußrate der Flüssigkeit 14 an.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Durchflußmeßsystems basiert auf einer Wärmeübertragungsgleichung, die die in den Chips 24 und 26 verbrauchte Leistung zu den Temperaturen der Chips 24 und 26 in Beziehung setzt und damit zur Flüssigkeit 14. Diese Wärmeübertragungsgleichung, eine bekannte thermische Widerstandsgleichung, lautet folgendermaßen:

(D

Dabei bedeuten: TI- die Temperatur der Chips 24 und 26; T₁ die Eigentemperatur der Flüssigkeit 14;

θ den thermischen Widerstand zwischen den Chips 24

und 26 und der Flüssigkeit 14; und P die in den Chips 24 und 26 verbrauchte Leistung.

Versuche !laben gezeigt, daß der Kehrwert von Θ, d. h. die thermische Leitfähigkeit zwischen den Chips 24, 26 und der Flüssigkeit 14 folgendermaßen ausgedrückt werden kann:

— = A+(BU)"

(2)

Darin bedeuten:

A die thermische Leitfähigkeit zwischen den Chips 24, 26 und der Flüssigkeit 14 unter Bedingungen, bei denen sich die Flüssigkeit 14 in Ruhe befindet;

B ein Kopplungskoeffizient, der für die zusätzliche thermische Leitfähigkeit innerhalb der bzw. durch die Flüssigkeit aufgrund der Fließbedingungen besteht;

U der Mengenfluß der Flüssigkeit 14; und

π ein Exponent, dessen Wert von der Stärke der Turbulenz der Flüssigkeit 14 abhängt

Sowohl A als auch B sind abhängig von der thermischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit 14 und hängen damit auch von der Dichte der Flüssigkeit 14 ab. Durch Einsetzen des sich aus Gleichung (2) ergebenden Ausdruck für θ in die thermische Widerstandsgleichung (1) wird der folgende Ausdruck erhalten':

[Tr-T₁₁) (A +(BU)") = P. (3)

VeFsuche haben gezeigt, daß der Exponent π

ungefähr 0,5 wird, wenn der Durchfluß der Flüssigkeit 14 laminar oder nur leicht turbulent ist. Ein derartiger Durchfluß kann durch Verwendung eines Durchflußmeßumformers erreicht werden, dessen Teile nicht in

■> die Durchflußkanäle 12 und 18 hineinragen.

Diese Verhältnisse können auf den ersten und zweiten Kanal 12 und 18 des erfindungsgemäßen Durchflußmeßsystems angewandt werden, bei dem der Durchfluß nicht turbulent ist, so daß die folgenden

ίο Gleichungen erhalten werden.

(T^-T₁₁)(A + (BtZ₁₈)"-⁵) = P₁₈, (5)

wobei die Zahlenindices die Bedingungen im ersten bzw. zweiten Kanal 12 bzw. 18 andeuten. Wenn die Temperatur beider Chips 24 und 26 um eine konstante Gradzahl höher als die Temperatur der Flüssigkeit 14 ist, können die beiden zuvor angegebenen Gleichungen voneinander abgezogen werden, so daß sich die folgende Gleichung ergibt:

(Ο(Β)°-⁵(ΐ;₁

wobei C eine Konstante darstellt, die die konstante Temperaturdifferenz zwischen den Chips 24,26 und der Flüssigkeit 14 berücksichtigt. Zum Ausführen dieser Subtraktion ist im Ausführungsbeispiel der oben genannte Differentialverstärker 62 vorgesehen. Das Ausgangs-Differenzsignal des Differential Verstärkers 62 wird in der gezeichneten Schaltung dem quadratischen Verstärker 72 zugeführt Für jede spezifische Ausbildung des Meßrohres 10 werden die Durchflußraten der Flüssigkeit 14 in den Kanälen 12 und 18 in einem spezifischen Verhältnis gehalten, das durch einen konstanten Wert y—Uw/Un wiedergegeben wird. Durch Einsetzen dieses Verhältnisses in die Gleichung (6) ergibt sich folgende lineare Gleichung:

I"-⁵ U₁₁ ⁰* = P₁₂ - P₁₈.

Da sich die Flüssigkeit 14 im zweiten Kanal 18 in Ruhe befindet, wird t/ia und damit γ annähernd Null. Durch Quadrieren der obigen Gleichung und Ausdrükken der Größe P als ein Produkt der Spannung E und des Stroms /ergibt sich die folgende Gleichung:

Darin bedeuten:

I] und h die Kollektor/Emitterströme des ersten und zweiten Heiztransistors 20 bzw. 22 bei Anlegen einer konstanten Spannung E an die Kollektoren beider Transistoren 20 und 22; und

K eine Konstante, die eine Funktion der System

konstanten Q fund γ ist

Die rechte Seite der obigen Gleichung, {I\ — k}², wird nun gleich dem elektrischen Ausgang des quadratischen Verstärkers 72 des erfindungsgemäßen Meßsystems. Obgleich B, der Kopplungskoeffizient der Flüssigkeit 14 aufgrund von Fließbedingungen, eine Funktion der

Dichte der Flüssigkeit 14 ist, sind Änderungen von B aufgrund von Dichteschwankungen der Flüssigkeit 14 relativ unwesentlich verglichen mit Änderungen von A Daher kann für die Praxis B ohne weiteres als eine

Konstante behandelt werden, und (I\ — hY stellt ein getreues Durchflußsignal dar, das nicht nur linear proportional zu U\, der Durchflußrate der Flüssigkeit 14 ist, sondern auch automatisch jede Änderung der Dichte der Flüssigkeit 14 kompensiert hat, da es nicht vom Wert der Größe A abhängt, die in der Differenzgleichung (6) eliminiert wurde.

Da die Durchfl ,ßrate der Flüssigkeit 14 proportional zum elektrischen Ausgang des quadratischen Verstärkers 72 ist, kann das erfindungsgemäße Durchflußmeßsystem leicht geeicht bzw. kalibriert werden, und das elektrische Ausgangssignal kann ohne Schwierigkeiten

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in anderen zugeordneten Systemen verarbeitet werden, die sich auf die Durchflußrate einer Flüssigkeit 14 beziehende Informationen benötigen, wie beispielsweise Anzeigegeräte, mit denen die Kilometerleistung pro

a Brennstoffmenge angegeben wird. Dadurch, daß die Temperatur beider Heiztransistoren 20 und 22 immer eine konstante Gradzahl über der Temperatur der Flüssigkeit 14 gehalten wird, wird nicht nur eine angenehme Linearisierung erreicht, sondern auch eine

to gute Empfindlichkeit und Ansprechzeit gewährleistet, unabhängig von großen Änderungen der Temperatur der Flüssigkeit 14.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Durchflußmeßsystem mit einem ersten, einen fließenden Teil einer Flüssigkeit aufnehmenden ■> Bereich eines Meßrohres und einem zweiten, einen im wesentlichen in Ruhe befindlichen Teil der Flüssigkeit enthaltenden Bereich des Meßrohres, wobei ein erstes, thermisch mit der Flüssigkeit im ersten Bereich gekoppeltes und auf ein zur dort in aufgenommenen Energie proportionales erstes Stromsignal lieferndes Heizelement und ein zweites, thermisch mit der Flüssigkeit im zweiten Bereich gekoppeltes und ein der hier aufgenommenen Energie proportionales, zweites Stromsignal liefern- ι ^r> des Heizelemente vorgesehen sind, wobei ferner die beiden Heizelemente mit im wesentlichen konstanter Spannung aus einer ersten Spannungsquelle beaufschlagt und thermisch mit je einen Temperaturfühler gekoppelt sind und wobei schließlich die StromzufuWzu den Heizelementen und damit deren Temperatur auf eine konstante Gradzahl oberhalb der Temperatur der Flüssigkeit geregelt und die Differenz der Heizleistungen an beiden Heizelementen als Maß für die Strömungsmenge ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Temperaturfühler (32) für die Eigentemperatur (Ta) des durch das Meßrohr (10) fließenden Teils der Flüssigkeit (14) vorgesehen ist, daß Schaltungsmittel vorhanden sind, die auf alle drei Temperaturfühler jo (28,30,32) ansprechen, zum getrennten voneinander unabhängigen Regeln der Stromzufuhr zu beiden Heizelementen (20, 2t) und tamit zum getrennten Einstellen ihrer Temperatur auf den gleichen um einen konstanten Betrag über & r Eigentemperatur (Ta) liegenden Wert und daß eine Schaltung (62,72) zum Bilden des Quadrats der Differenz der den beiden Heizelementen zugeführten Ströme vorgesehen ist.

2. Meßsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Bauteile für das Erzeugen des Ausgangssignals:

a) ein erstes temperaturempfindliches, mit dem ersten Heizelement (20) thermisch gekoppeltes 4ί Bauelement (28);

b) ein zweites temperaturempfindliches, thermisch mit dem zweiten Heizelement (22) gekoppeltes Bauelement (30);

c) ein drittes temperaturempfindliches, thermisch v, mit der in den ersten Bereich des Meßrohres (10) eintretenden Flüssigkeit gekoppeltes und dort die Flüssigkeitstemperatur messendes Bauelement (32);

d) eine die drei temperaturempfindlichen Bauele- r, mente (28,30,32) mit konstantem Strom und die beiden Heizelemente (20, 22) mit konstanter Spannung versorgende Spannungsquelle (40);

e) dem ersten (28) und dem dritten (32) tempera-(urempfindlichen Bauelement zugeordnete und m> die Temperatur des ersten Heizelements (20) auf eine konstante Gradzahl höher als die Temperatur des dritten temperaturempfindlichen Bauelements (32) regelnde Schaltungsbauteile (36); _M

f) dem zweiten (30) und dem dritten (32) temperaturempfindlichen Bauelement zugeordnete, die Temperatur des zweiten Heizelements

(22) um eine konstante Gradsiahl höher als die Temperatur des dritten temperaturempfindlichen Bauelements (32) regelnde Schaltungsbauteile (38);

g) Schaltungsbauteile (62) zum Vergleichen des Leistungsverbrauchs in dem ersten (20) und dem zweiten (22) Heizelement und zum Bilden eines zur Differenz des Leistungsverbrauchs des ersten und des zweiten Heizelements (20, 22) proportionalen Differenzsignals; und

h) Schaltungsbauteile (72) zum Quadrieren des Differenzsignals und damit zum Bilden des Ausgangssignals.

3. Meßsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch getrennte Kanäle: als ersten und zweiten Bereich (12,18)des Meßrohrs(10).

4. Meßsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Halbleiterheiztransistoren mit Basis-, Kollektor- und Emitterelektroden als erste und zweite Heizelemente (20, 22) und mit temperaturempfindlichen Halbleiterdioden als erste, zweite und dritte temperaturempfindliche Bauelemente (28,30,32).

5. Meßsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den ersten und dritter? temperaturempfindliehen Dioden (28, 30) ein erster Differenzverstärker (36) und den zweiten und dritten temperaturempfindliehen Dioden (30, 32) ein zweiter Differenzverstärker (38) zugeordnet ist, daß der erste Differenzverstärker (36) einen auf Potentialänderungen an der dritten temperaturempfindliehen Diode (32) ansprechenden, ersten Eingangsanschluß (44), einen mit einer zweiten Spannungsquelle (48) in Reihe geschalteten und auf Potentialänderungen an der ersten temperaturempfindliehen Diode (28) ansprechenden, zweiten Eingangsanschluß (46) und einen mit der Basiselektrode des ersten Heiztransistors (20) verbundenen Ausgangsanschluß (50) besitzt, und daß der zweite Differenzverstärker (38) einen auf Potentialänderungen der an der dritten temperaturempfindliehen Diode (32) ansprechenden, ersten Eingangsanschluß (52), einen mit einer dritten Spannungsquelle (56) in Reihe geschalteten und auf Potentialänderungen an der zweiten temperaturempfindliehen Diode (30) ansprechenden, zweiten Eingangsanschluß (54) und einen mit der Basiselektrode des zweiten Heiztransistors (22) verbundenen Ausgangsanschluß (58) besitzt.

6. Meßsystem nach einem oder mehereren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsbauteile zum Vergleich des Leistungsverbrauchs im ersten und zweiten Heiztransistor (20, 22) aus einem dritten Differenzverstärker (62) bestehen und daß der dritte Differenzverstärker (62) einen auf Änderungen des Kollektor/Emitter-Stroms des ersten Heiztransistors (20) ansprechenden ersten Eingangsanschluß (66) und einen auf Änderungen im Kollektor/Emitter-Strom des zweiten Heiztransistors (22) ansprechenden zweiten Eingangsanschluß (68) besitzt.

7. Meßsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsbauteile zum Quadrieren des Differenzsignals aus einem quadratischen Verstärker (72) bestehen.

8. Meßsystem nach einem oder mehreren der

Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Gradzahl ungefähr 30⁰C beträgt

Die Erfindung betrifft ein DurchflußmeBsystem mit einem ersten, einen fließenden Teil einer Flüssigkeit aufnehmenden Bereich eines Meßrohrs und einem zweiten, einen im wesentlichen in Ruhe befindlichen Teil der Flüssigkeit enthaltenden Bereich des Meßrohrs, wobei ein erstes, thermisch mit der Flüssigkeit im ersten Bereich gekoppeltes und ein zur dort aufgenommenen Energie proportionales erstes Stromsignal lieferndes Heizelement und ein zweites, thermisch mit der Flüssigkeit im zweiten Bereich gekoppeltes und ein der hier aufgenommenen Energie proportionales, zweites Stromsignal lieferndes Heizelement vorgesehen sind, wobei ferner die beiden Heizelement mit im wesentlichen konstanter Spannung aus einer ersten Spannungsquelle beaufschlagt und thermisch mit je einem Temperaturfühler gekoppelt sind und wobei urhließKch die Stromzufuhr zu den Heizelementen und damit deren Temperatur auf eine konstante Gradzahl oberhalb der Temperatur der Flüssigkeit geregelt und die Differenz der Heizleistungen der beiden Heizelemente als MaB für die Strömungsmenge ermittelt wird.

Ein Durchflußmeßsystem diesel· Art ist aus der DE-OS 21 00 769 bekannt Dem ersten Bereich mit dem fließenden Medium sind dabei ein Heizwiderstand, ein Thermistor und ein Zusatzheizwiderstand zugeordnet Zu dem zweiten Bereich mit dem praktisch ruhenden Medium gehören ein Heizwiderstand und ein Thermistor. Die Heizwiderstände dienen dazu, die Temperatür im Bereich der Thermistoren auf einen festen Grundbetrag oberhalb der Temperatur des zu messenden Mediums einzustellen. Infolge des Durchflusses wird der Bereich um den einen Thermistor abgekühlt. Diesem Bereich ist daher der Zusatzwiderstand zugeordnet, ^er eine Abkühlung ausgleichen soll. In der zugehörigen elektrischen Schaltung bilden die beiden Thermistoren die Zweige eines Spannungsteilers, dessen Mitte auf einen monostabilen Multivibrator geschaltet ist Letzterer befindet sich in seinem stabilen Zustand, wenn die Spannungsabfälle an den Thermistoren gleich sind, also die Temperate· in den Bereichen der beiden Thermistoren gleich ist. Auf einen Ausgang des Multivibrators ist der Zusatzheizwiderstand geschaltet Bei entsprechender Ungleichheit der Spannungsabfälle an den Thermistoren wird der Multivibrator angestoßen, er beaufschlagt dann den Zusatzheizwiderstan«? mit Stromimpulsen so lange, bis das Gleichgewicht der Thermistoren wieder hergestellt ist. Gleichzeitig wird die von dem Zusatzheizwiderstand aufgenommene Energie gemessen, geeicht und in Werten des Durchflusses angezeigt.

In dem bekannten Durchflußmeßsystem ist die Kopplung zwischen den die Temperatur des fließenden Mediums registrierenden Thermistoren einerseits und dem Zusatzheizwiderstand andererseits lediglich qualitativ. Wenn nämlich an den Thermistoren eine Temperaturdifferenz gemessen wird dient das Differenzsignal dazu, einen Steuerkreis anzuregen, der wiederum den Arbeitskreis des Zusatzheizwiderstandes (periodisch) öffnet und schließt.

Die bekannte Anordnung kann jedoch bei Temperaturänderungen des flirrenden Mediums unrichtige Ergebnisse des entsprechenden Durchflusses anzeigen, weil Mittel zum Nachführen der festeingestellten Temperaturdifferenz zwischen der Grundeinstellung der Thermistoren und der Temperatur des Mediums nicht vorgesehen sind. Die bekannte Einrichtung ist

ι daher nur zum Messen des Durchflusses von Medien unverändert fester Temperatur geeignet

Ein weiteres Durchflußmeßsystem ist aus der US-PS 36 45 133 bekannt Hierbei erfolgt die direkte Messung der Abkühlgeschwindigkeit eines Thermistors, der in

κι eine Brückenschaltung mit drei Festwiderständen gesetzt ist Die Brückenschaltung wird von einer Konstantspannungsquelle versorgt, deren Ausgang in Abhängigkeit von der mit einem weiteren Thermistor gemessenen Temperatur des Mediums geregelt ist In der Brücke liegt ein Differenzverstärker, auf dessen Ausgang das Anzeigegerät geschaltet ist. In die Meßergebnisse dieser Vorrichtung gehen jedoch Schwankungen der Umgebungstemperatur ein, da eine Bezugsmessung in einem nicht der Strömung des

in Mediums ausgesetzten Bereich (etwi in einem toten Arm) nicht vorgesehen ist

Schließlich ist aus der US-PS 33 26 040 ein Durchflußmeßsystem mit zwei Thermistoren bekannt von denen der eine, der Meßthermistor, dem fließenden Medium

2i und der andere, der Referenzthermistor, einem nicht strömenden Teil des Mediums zugeordnet ist Die beiden Thermistoren liegen in zwei Zweigen einer Brückenschaltung, auf deren Ausgang ein Differenzverstärkt r geschaltet ist dessen Ausgangssignal das

in Anzeigegerät oder ähnliches beaufschlagt. Nach den Angaben in der genannten Patentschrift soll die Energieaufnahme des Meßthermistors eine logarithmische Funktion des Durchflusses sein, mit der Folge, daß das Ausgangssignal der bekannten Schaltung ebenfalls

Γι nichtlinear ist Da ferner Temperaturänderungen und entsprechende Dichteänderungen des Mediums in der bekannten Anordnung nicht berücksichtigt werden, ist es schwierig, das Meßsystem zu eichen.

Kein bekanntes Meßsystem liefert von Temperatur- und/oder Dichteänderungen so unabhängige sowie von der Durchflußgeschwindigkeit linear abhängige Ausgangssignale, daß letztere in andere Meßsysteme, wie z. B. in auf gefahrene Kilometer bezogen arbeitende Brennstoffverbrauchsanzeigesysteme, ohne großen

■η Schaltungsaufwand einzugeben wären.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Durchflußmeßsystem eingangs genannter Art zu schaffen, dessen Ausgangssignale vereinfacht — d. h. ohne Verwendung besonderer Außendruck- und Außentem-

■)(i peratursensoren — weiter zu verarbeiten sind, insbesondere soll das erfindungsgemäße Meßsystem Mittel zum Nachführen der festeingestellten Temperaturdifferenz zwischen der Grundeinstellung der Heizelemente uiid aer Temperatur der fluiden Strömung aufweisen.

■ή Bei verbesserter Empfindlichkeit und Ansprechzeit sol! das neue Maßsystem so ausgebildet werden, daß es ein im wesentlichen zur Durchflußmenge linear-proportionales sowie von Einflüssen von Dichteänderungen des Strömungsguts praktisch unbeeinflußtes Ausgangs-

Wi signal liefert Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruchs I beschrieben. Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.

h-, Durch die Erfindurg wird erreicht, daß eine konstante Differenztemperatur zwischen der Meßeinrichtung und dem fließenden Medium unabhängig von dessen (wechselnder) Temperatur möglich ist Dieser Vorteil