DE2646087B2 - Gerät zur Messung der Luftgeschwindigkeit - Google Patents
Gerät zur Messung der LuftgeschwindigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Messung der Geschwindigkeit eines Luftstroms, der in eine Öffnung
hinein oder aus ihr herausströmt, wobei an verschiedenen Stellen einer Querschnittsfläche des Luftstroms die
dortige Geschwindigkeit gemessen und daraus mittels eines Meßinstruments ein Mittelwert gebildet wird.
Bei Diffusoren, Lüftungsschiebern, Gitteren oder sonstigen Heiz-, Lüftungs- oder Klimaanlagen ist es
erforderlich, die Geschwindigkeit der ein- oder ausströmenden Luft zu messen, insbesondere, um zu erreichen,
daß die aus solchen öffnungen ausströmende Luft sich nach einer gewünschten Gesetzmäßigkeit auf die
einzelnen Öffnungen verteilt. Man verwendet im allgemeinen zur Messung der Luftströmung durch
öffnungen sogenannte Abgleichhauben (balancing hoods), indem man ein offenes Ende der Haube so über
die Öffnung stülpt, daß diese dichtend gegen die Fläche anliegt, welche diese öffnung umgibt. Die gesamte
durch die Öffnung strömende Luft muß dann durch eine Strörrmngsmeßvorrichtung an dieser Haube fließen. Oft
er/aßt das Meßgerät den Gesamtdruck, der von der durch die Haube strömenden Luft erzeugt wird, oder es
erfaßt die Luftgeschwindigkeit an einer Stelle der Haube, und aus diesen Daten (Druck oder Durchflußmenge)
wird dann ein Meßwert gebildet, der es ermöglicht, an einer Skala die Durchflußgeschwindigkeit
abzulesen. Solche Abgleichhauben werden von Hand über die öffnungen gehalten, die gemessen
werden soll, und sie sind deshalb leicht und tragbar. Sie sind aber im allgemeinen wenig zuverlässig und ziemlich
ungenau und ergeben nur einen mehr oder weniger groben Näherungswert für die tatsächliche Luftge-
schwindigkeit oder Luftmenge dieser öffnung.
Bei einem bekannten, auf Dauer installierten Gerät der eingangs erwähnten Art (US-PS 27 14 819) wird die
Geschwindigkeit von Luft gemessen, die in nur einer Richtung durch einen Kanal strömt In einer Querebene
des Kanals wird an mehreren Stellen der Strömungsdruck der Luft gemessen und daraus ein Mittelwert
gebildet Dazu ist an jeder Stelle ein am Ende offenes Rohr angeordnet das jeweils mit einem gesonderten
Flüssigkeitsbehälter verbunden ist. Aus den Flüssigkeitsbehältern wird je nach der gemessenen Druckhöhe
Flüssigkeit in einen gemeinsamen Auffangbehälter ausgetrieben. Es ist nur eine einzige Verbindung
vorgesehen, um den statischen Druck in dem Kanal an einer Seitenwand zu messen, wobei angenommen ist,
daß der statische Druck überall in der Querschnittsfläche des Kanals an den Meßstellen der Rohre konstant
ist Das bekannte Gerät ist verhältnismäßig aufwendig und aufgrund seiner Konstruktion nicht als tragbares
Gerät einsetzbar. Der Luftstrom kann njr in einer
Strömungsrichtung durch den Kanal gemessen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit verhältnismäßig geringem Aufwand die Meßgenauigkeit
und -zuverlässigkeit zu steigern und die Messung in entgegengesetzten Strömungsrichtungen zu ermöglichen.
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein solches Gerät mißt den gewünschten Wert an verschiedenen Stellen der Luftströmung und bildet
daraus einen aussagefähigen Meßwert für die Gesamtheit der Strömung. Als Meßinstrument kann man ein
solches üblicher Bauart verwenden, bei dem die Luft von einem Einlaß zu einem Auslaß strömt und dabei
abhängig von der Größe der durchströmenden Luftmenge einen Zeiger auslenkt.
Je nach dem Anschluß der Meßrohre an das Meßinstrument kann man die Luftströmung durch das
erfindungsgemäße Gerät in der einen oder der anderen Richtung messen. In beiden Fällen kann man dem
Meßinstrument eine Drossel vorschalten, und zwar vorzugsweise in diejenige Leitung, die zu dem Meßrohr
in dem Sammelrohr führen, dessen Fühlrohre dem ersten offenen Ende im Sinne der vorgenannten
Defination zugewandt sind. Die Größe dieser Drossel wird an den zu messenden Bereich von Durchflußgeschwindigkeiten
angepaßt, um die Meßgenauigkeit dadurch zu erhöhen, daß dem maximalen Wert dieser
Geschwindigkeit ein Vollausschlag (bzw. im Falle eines digital anzeigenden Instruments die Maximalanzeige)
des Instruments entspricht.
Anhand der im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die
Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine raumbildliche Darstellung eines Geräts, das von einer Bedienungsperson in die Meßstellung zur
Messung einer Luftgeschwindigkeit gebracht wird,
F i g. 2 eine Seitenansicht des Geräts nach F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt, gesehen längs der Linie 3-3 der
Fig.2,
F i g. 4 und 5 vergrößerte Schnitte, gesehen längs der Linien 4-4 bzw. 5-5 der F i g. 3.
F i g. 6 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht, welche den Anschluß des Geräts an das Meßinstrument
zeigt, wenn die Geschwindigkeit von in der einen
Richtung strömender Luft gemessen wird, und
Fig. 7 eine Darstellung analog derjenigen nach
F i g. 6, welche den Anschluß des Geräts an das Meßinstrument zeigt, wenn die Luftgeschwindigkeit bei
entgegengesetzter Luftströmungsrichtung gemessen werden &oll.
Das erfindungsgemäße Gerät ist leicht und vorzugsweise zur Erleichterung des Transports zu einer
kompakten Einheit zusammenklappbar. Wie Fig.! zeigt, hat das Gerät einen Sammelteil 10 mit vier
ίο Seitenteilen 12, die längs ihrer Kanten miteinander
verbunden sind und eine durchgehende, an beiden Enden geöffnete Kammer bilden, die von ihrem einen
Ende 14 zu ihrem anderen Ende 16 hin sich in der dargestellten Weise verjüngt Am Ende 14 wird
vorzugsweise eine Dichtung aus Schaumgummi od. dgl. angebracht. Dieses Ende 14 mit der Dichtung wird wie
dargestellt in Anlage gegen eine Decke, Wand od. dgl. gebracht, und zwar um eine öffnung 18 dieser Wand
herum, um die aus dieser öffnung oder in sie hinein strömende Luft zu messen. Um das Gerät zusammenlegbar
zu machen, sind die Wände 12 längs ihrer Seitenkanten lösbar miteinander verbunden, z. B. durch
mit Nuten bzw. Kanälen versehene Kunststoffprofile, in welche Nuten diese Kanten reibungsschlüssig hineingeschoben
werden. Naturgemäß kann man bei Geräten, die nicht oder selten transportiert werden, auf dieses
bevorzugte Merkmal verzichten und das Teil 10 starr ausbilden.
Am kleineren Ende 16 des Sammelteils 10 ist ein Meßteil 20 gleichen Querschnitts angeordnet, dessen
rechteckförmige Wand 22 an beiden Enden offen ist, wobei eines dieser Enden direkt mit dem offenen Ende
des Teiles 10 in Verbindung steht. Wie F i g. 2 zeigt, erstreckt sich ein erstes Paar hohler Sammelrohre 24
zwischen zwei gegenüberliegenden Wandabschnitten 22 und ist an diesen befestigt. Neben den Rohren 24 und
parallel zu ihnen liegen auf deren dem Ende 14 des Sammelteils 10 abgewandten Seiten ebenfalls zwei
hohle Sammelrohre 26, von denen je eines in den F i g. 6 und 7 gezeigt ist. Das andere ist völlig analog relativ
zum anderen Rohr 24 angeordnet und deshalb nicht gesondert dargestellt. Koaxial in den Rohren 24 ist
jeweils ein Meßrohr 28 angeordnet, und koaxial in den Sammelrohren 26 je ein Meßrohr 30. Die Wände der
Meßrohre 28 und 30 sind mit öffnungen 32 bzw. 34 versehen, welche jeweils äquidistant angeordnet sind,
wobei aufeinanderfolgende Löcher wie dargestellt umfangsmäßig um 90° zueinander versetzt sind.
Die Meßrohre 28 und 30 erstrecken sich jeweils vom einen Ende ihres Sammelrohres zu dessen anderem
Ende, und dann durch die dortige Wand 22, vgl. die F i g. 6 und 7. Die Enden der Rohre 28 und 30 außerhalb
der Wand 22 sind durch Querrohre 36 bzw. 38 verbunden, wie das Fig.2 zeigt. Dies gilt für den Fall,
daß mehr als ein Satz Sammelrohre benötigt wird. Ein übliches Luftgeschwindigkeits-Meßinstrument 40 enthält
das übliche Meßwerk, um den Zeiger 41 abhängig von der Luftmenge auszulenken, die vom Einlaß zum
Auslaß des Instruments 40 fließt. In den F i g. 6 und 7 ist die Einlaßöffnung des Instruments 40 mit + und die
Aiislaßöffnung mit — bezeichnet.
Mehrere Fühlrohre 42 sind jeweils in ihrer Mitte wie dargestellt mit den Sammelrohren 42 verbunden. Die
Sammelrohre 42 sind mit seitlichen öffnungen von geeigneter Form und Größe versehen, um einen
mittleren Wandabschnitt der Fühlrohre 42 aufnehmen zu können, welch letztere wie dargestellt einen
kleineren Durchmesser haben. Eine Lötverbindung oder
sonstige luftdichte Verbindung verbindet am Umfang dieser seitlichen Öffnungen die Fühlrohre mit den
Sammelrohren, vgl. F i g. 5 bis 7. Über kleine öffnungen 46 (Fig.4) in ihrer Mitte stehen die Fühlrohre 42 in
Verbindung mit dem Inneren der Sammelrohre 24. In der gleichen Weise stellt jeweils eine kleine öffnung 48
(Fig.4) eine Verbindung zwischen den Innenseiten der
Fühlrohre 44 und der Sammelrohre 46 her.
Alle Fühlrohre 42 und 44 sind an beiden Enden offen; die freien Enden der Fühlrohre 42 sind so umgebogen,
daß sie wie dargestellt dem Sammelteil 10 zugewandt sind. Die offenen Enden der Fühlrohre 44 weisen in die
entgegengesetzte Richtung und sind wie dargestellt unter einem Winkel von ca. 45° zur Längsachse dieses
Rohres abgeschnitten. Die Rohre des Sammelteils 20 sind in der in Fig. 6 dargestellten Weise mit dem
Meßinstrument 40 verbunden, um die aus der Wandöffnung 18 (Fig. 1) ausströmende Luftmenge zu messen,
also die Luft, die vom Sammelteil 10 zum Meßteil 20 und durch diesen strömt.
Die Luftmenge, welche in die Wandöffnung 18 hineinströmt, d. h. durch den Meßteil 20 in den
Sammelteil 10 und von dort in die Wandöffnung 18, wird in der in Fig. 7 dargestellten Weise gemessen, wobei
das Instrument 40 wie dargestellt anders angeschlossen ist.
Beim Anschluß des Meßinstruments 40 nach Fig. 6 wird der Einlaß des Instruments 40 über ein
Verbindungsstück 50 mit dem Querrohr 36 verbunden, während der Auslaß des Instruments 40 über ein
Verbindungsstück 52 mit dem Querrohr 38 verbunden wird. Luft, die aus der Wandöffnung 18 herausströmt,
wird über das Sammelteil 10 zum Meßteil 20 geleitet. Ein Teil dieser Luft strömt in die offenen Enden der
Fühlrohre 42 ein, und zwar wie in F i g. 3 dargestellt, an einer Vielzahl von Meßstellen, die über den gesamten
Meßquerschnitl verteilt sind. Wie F i g. 6 zeigt, fließt die Luft aus den Fühlrohren 42 durch die kleinen öffnungen
46 in die Sammelrohre 24. Die Luft kann dann die Innenseiten der Sammelrohre 24 entlangströmen, von
dort durch die öffnungen 32 in die Meßrohre 28 einströmen und aus diesen über das Querrohr 36 und das
Verbindungsstück 50 zum Meßinstrument 40. Die aus 40
ausströmende Luft fließt über das Verbindungstück 52, das Q'uerrohr 38, die Meßrohre 30 und die Sammelrohre
26 und wird in der Abströmrichtung durch die offenen Enden der Fühlrohre 44 ausgelassen. Beim Durchströmen
des Meßinstruments 40 wird wie beschrieben der Zeigen· 41 so weit ausgelenkt, wie das der jeweiligen
Luftgeschwindigkeit entspricht, und eine geeignete Skala ermöglicht eine Direktablesung des Luftdurch
flusses in den Größen, in denen Meßinstrument unc Skala geeicht sind, z. B. in FEET PER SECOND (FPS)
m/s, CUBIC FEET PER MINUTE (CFM), oder nvVh Dadurch, das die öffnungen der Fühlrohre 42 und 44 ir
entgegengesetzte Richtungen weisen, ergibt sich eir stärkerer Luftdurchfluß durch das Meßinstrument 40
als wenn nur die Fühlrohre 42 verwendet würden, unc man erhält dadurch speziell bei niedrigen Durchflußgeschwindigkeiten
einen größeren Meßausschlag unc dadurch auch eine höhere Meßgenauigkeit.
Zum Messen der Luftströmung in umgekehrte! Richtung, also in die Wandöffnung 18 hinein, also vor
Rückluft bei einer Lüftungsanlage od. dgl. wird das Meßinstrument 40 gemäß Fig.7 an den Meßteil 2t
angeschlossen, und zwar wird sein Auslaß über das Verbindungsstück 50 an das Querrohr 36 angeschlossen
Raumluft fließt dann in den — offenen — Einlaß des Instruments 40(vgl. den Pfeil in Fig. 7), fließt durch das
Instrument, das Verbindungsstück 50, das Querrohr 36 die Meßrohre 28 und die Sammelrohre 24 und wird
durch die offenen Enden der Fühlrohre 42 in das Meßteil 20 abgegeben. In diesem Falle werden die Meßrohre 30
Sammelrohre 26 und Fühlrohre 44 nicht durchströmt Die Messung erfolgt in der gleichen Weise wie bei
F i g. 6, aber es wird eine anders kalibrierte Skala verwendet.
Um bei einem großen Bereich von zu messender Luftgeschwindigkeiten die Meßgenauigkeit zu erhöhen
kann in dem Verbindungsstück 50 eine Drossel 54 vorzugsweise eine rohrförmige Drossel, eingesetzt
werden. Diese Drossel kann z. B. einfach aus einem kurzen Rohrstück mit kleinerem Innendurchmesser als
dem des Verbindungsteils 50 bestehen und drossel! dadurch die Strömung der Luft. Vorzugsweise ist die
Drossel 54 auswechselbar, so daß man für verschiedene Meßbereiche jeweils eine andere geeignete Drosse
einsetzen kann. Z. B. kann man bei kleinen Durchströmmengen die Drossel 54 ganz weglassen, um einen voller
Zeigerausschlag zu erhalten, während man bei größerer Luftmengen mit einer geeigneten Drossel ebenfalls das
Instrument 40 im Bereich seines Vollausschlags betreiben kann. Es ist dabei sehr zweckmäßig, der
Meßteil 20 zusammen mit einem bestimmten Instrument 40 zu eichen und diese beiden Teile immer zusammen zu
verwenden, da dann die Genauigkeit höher wird, als wenn man zu einem bestimmten Meßteil 20 eir
Instrument 40 verwendet, das nicht zusammen mit ihm geeicht wurde.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Gerät zur Messung der Geschwindigkeit eines Luftstroms, der in eine öffnung hinein oder aus ihr
herausströmt, wobei an verschiedenen Stellen einer Querschnittsfläche des Luftstroms die dortige
Luftgeschwindigkeit gemessen und daraus mittels eines Meßinstruments ein Mittelwert gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät einen ummantelten Abschnitt (10) aufweist, welcher
einen Luftströmungsweg zwischen einem ersten (14) und einem zweiten (16) offenen Ende definiert, und
in dessen zweitem offenen Ende (16) sich wenigstens ein Paar jeweils beidseitig geschlossener Sammelrohre
(24,26) quer zu diesem zweiten offenen Ende (16) erstreckt, daß innerhalb der Sammelrohre (24,
26) und etwa gleichachsig mit ihnen je ein Meßrohr (28, 30) angeordnet ist und sich durch ein Ends des
zugeordneten Sammelrohres erstreckt, welche Meßrohre
(28,30) jeweils mit Löchern (32,34) versehen sind, die die Innenseite des jeweiligen Meßrohres mit
der des zugeordneten Sammelrohres verbinden, daß mit dem Inneren des einen Sammelrohres (24) jedes
Paares der Sammelrohre (24, 26) erste Fühlrohre (42) verbunden sind, deren offene Enden dem ersten
offenen Ende (14) des Abschnitts (10) zugewandt und an vorgegebenen Stellen einer Ebene in der Nähe
des zweiten offenen Endes (16) des Abschnitts (10) angeordnet sind, daß mit dem Inneren des anderen
Sammelrohres (26) jedes Paares der Sammelrohre (24,26) zweite Fühlrohre (44) verbunden sind, deren
offene Enden vom ersten offenen Ende (14) des Abschnitts (10) abgewandt und an vorgegebenen
Stellen einer Ebene in der Nähe, des zweiten offenen Endes (16) des Abschnitts (10) angeordnet sind, und
daß ein Ein- und/oder Auslaß des Luftgeschwindigkeits-Meßinstruments
(40) wahlweise mit einem oder beiden Meßrohren (28, 30) jedes Paares der Sammelrohre (24,26) verbindbar ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Meßrohre (28,30) eine Wand
(22) des ummantelten Abschnitts (10) durchdringen und außerhalb desselben mit dem Meßinstrument
(40) verbindbar sind.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung von
mindestens einem der Meßrohre (28, 30) zum Meßinstrument (40) eine Drossel (54) vorgegebener
Größe vorgesehen ist.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Drossel (54) veränderbar ist.
5. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (54) in der
Verbindung vom Meßinstrument (40) zu demjenigen Meßrohr (28) angeordnet ist, welches dem einen
Sammelrohr (24) jedes Paares der Sammelrohre (24, 26) zugeordnet ist, an dem die ersten Fühlrohre (42)
angeschlossen sind, deren offene Enden dem ersten offenen Ende (14) des ummantelten Abschnitts (10)
zugewandt sind.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten
Fühlrohre (42,44) jeweils ein beidseitig offenes Rohr mit wesentlich geringerem Durchmesser als dem der
Sammelrohre (24,26) aufweisen, welches Rohr etwa in der Mitte zwischen seinen Enden eine Mittelöffnung
(46, 48) aufweist, über welche die Innenseiten von Fühlrohr und zugeordnetem Sammelrohr in
Verbindung stehen.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Mittelabschnitt jedes
Fühlrohrs (42,44), der mit der Mittelöffnur.g (46,48)
versehen ist, eine Längsachse aufweist, die im wesentlichen rechtwinklig sowohl zu einer Längsachse
des Sammelrohrs wie zu einer Hauptachse der Luftströmung durch den ummantelten Abschniit (10)
verläuft.
8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei den ersten Fühlrohren (42) jeweils beide
Endabschnitte unter einem Winkel von etwa 90° relativ zur Längsachse des Mittelabschnitts abgebogen
sind (F i g. 4 und 5).
9. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Fühlrohre
(44) jeweils auf ihrer gesamten Länge zumindest annähernd geradlinig ausgebildet sind, und daß die
von ihren offenen Enden definierten Kanten in Ebenen liegen, die unter etwa 45° von einer
Hauptachse der Luftströmung durch den ummantelten Abschnitt (10) in Richtung zum ersten offenen
Ende (14) des Abschnitts (10) divergieren.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelrohre (24, 26) jedes Paares der Sammelrohre (24, 26) im
ummantelten Abschnitt (10) parallel zueinander und übereinander angeordnet sind, und daß das Sammelrohr
(24) jedes Paares der Sammelrohre (24,26), mit dem die ersten Fühlrohre (42) in Verbindung stehen,
dem ersten offenen Ende (14) des ummantelten Abschnitts (10) am nächsten liegt.
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