DE2712219C3 - Strömungsmesser - Google Patents
StrömungsmesserInfo
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Description
35
Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungsmesser, bei dem ein wirbelerzeugender Widerstandskörper
von im wesentlichen langgestreckter Form in einen von einer Flüssigkeit oder einem Gas durchströmten
Rohrleitungsabschnitt senkrecht zur Rohrleitung eingebaut ist, so daß an seinen gegenüberliegenden Seiten
abwechselnd abreißende Wirbel erzeugt werden, deren Frequenz ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit
bzw. den Mediumdurchfluß im Rohr ist, wobei diese Frequenz durch mindestens ein Fühlelement gemessen
wird, das in eine außerhalb des Rohrleitungsabschnittes liegende Meßleitung eingebaut ist deren Enden Ober
zwei auf den beiden Wirbelabrißseiten angeordneten Anbohrungen mit dem Rohrinnern in offener Verbindung
stehen.
Ein derartiger Strömungsmesser hat den Vorteil, daß der oder die Fühler sich nicht wie sonst üblich am oder
im Widerstandskörper und damit im Hauptstrom befinden, sondern in der außerhalb der Rohrleitung ss
angeordneten Meßleitung untergebracht sind. Die Fühler lassen sich dadurch während des Betriebes
jederzeit leicht auswechseln und außerdem sind sie vor mechanischen Beschädigungen durch Fremdteile, die
von der Strömung mitgerissen werden, geschützt
Es ist bei derartigen Strömungsmessefn bekannt, die
beiden gegenüberliegenden Anbohrungen in Strömungsrichtung gesehen im hinteren Bereich des
Widerstandskörpers in der Rohrleitung vorzusehen, wobei beide Anbohrungen in einer Ebene quer zur
Rohrleitung liegen, d. h. beide Anbohrungen sich unmittelbar im Bereich der abgehenden Wirbel
befinden. Die sich nach der Kärmanschen Wirbelstraße
abwechselnd ablösenden Wirbel bewirken an den Anbohrungen sich abwechselnde Druckschwankungen,
die in der Meßleitung aufgrund der kurzzeitig entstehenden Druckdifferenz eine wechselnde Strömungsbewegung
auslösen, deren Frequenz vom Fühler erfaßt und als Maß für die Strömungsgeschwindigkeit in
der Rohrleitung zur Anzeige gebracht wird.
Aufgrund der Unregelmäßigkeiten der abgehenden Wirbel direkt im Wirbelgebiet werden diese Unregelmäßigkeiten
durch die im Wirbelgebiet liegenden Anbohrungen zwangsläufig auch auf die Bewegung in
der Meßleitung übertragen, so daß eine brauchbare Signalabgabe nur bei niedrigen Frequenzen, d.h. bei
großen Zählernennweiten möglich ist Bei kleinen Nennweiten und den darrjit verbundenen hohen
Wirbelfrequenzen dagegen ist eine sichere Signalaufnahme nicht gewährleistet, da die Unregelmäßigkeiten
im zeitlichen Bewegungsablauf in der Meßleitung, die durch das nicht immer gleichzeitige Erscheinen von
Plus- und Minusimpulsen auftreten, zu Oberlagerungen
und damit zu Bewegungsstörungen in der Meßleitung führen. Außerdem kann sich in der Meßleitung, da das
Medium nur in der Meßleitung pendelt bei der Gasmessung Kondensat und bei der Flüssigkeitsmessung
mitgeführtes Gas in der Meßleitung festsetzen, wodurch das Signal verfälscht oder ganz zum Erlöschen
gebracht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Strömungsmesser nach dem Wirbelprinzip so auszubilden, daß bei allen,
d.h. auch bei hohen Wirbelfrequenzen eine einwandfreie Anzeige gewährleistet ist
Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung darin gesehen, daß die Anbohrung auf der
einen Wirbelabrißseite in Strömungsrichtung gesehen kurz vor der Stirnseite des Widerstandskörpers im
Durchströmbereich zwischen Widerstandskörper und Rohrwand vorgesehen ist und die Anbohrung auf der
anderen Wirbelabrißseite hinter der Stirnseite am Rande der Wirbelzone etwa im ersten Drittel des
Widerstandskörpers liegt
Die in Strömungsrichtung gesehen vor dem Widerstandskörper liegende Anbohrung empfängt sehr
gleichmäßige und glatte Druckwechsel, die durch die Karmänsche Wirbelstraße ausgelöst werden und bis
dorthin zurückreichen. Die zweite Anbohrung im Bereich des Widerstandskörpers empfängt durch ihre
Nähe zur Wirbelzone sehr starke, jedoch mit nieder- und hochfrequenten Störschwingungen überlagerte
Druckwechsel, da die K.ärmänsche Wirbelstraße in sich
eine hydrodynamische Instabilität darstellt und somit zwangsläufig Zusatz- und Nebenwirbel vorhanden sind.
Durch das Zusammenspiel der beiden versetzt liegenden Anbohrungen werden die recht unterschiedlichen
Erscheinungsformen der Druckschwankungen, d. h. vorn glättend und gleichmäßig jedoch relativ
schwach und hinten leicht schwankend aber sehr stark zu einem regelmäßigen Signal zusammengeführt Die
unterschiedlichen Impulsabgriffe unterstützen sich in der Meßleitung, wie Versuche gezeigt haben, in
überraschender Weise gegenseitig so günstig, daß ein eindeutiges und auch bei hohen Frequenzen sehr starkes
und vor allen Dingen auch schwebungsfreies, gleichmäßiges Signal erzeugt wird. Durch den statischen
Druckunterschied, der zwischen der ersten und der zweiten Anbohrung durch die unterschiedlichen Einschnürungsverhä'.tnisse
der Strömung ständig vorhanden ist, entsteht eine fortschreitende Impulswclle, die
von der hinteren Anbohrung eingeleitet und von der
vorderen Anbohrung geformt wird. Dadurch werden die bislang störenden Zusatzschwingungen geglättet
bzw, herausgefiltert
Durch den statischen Druckunterschied zwischen den beiden Anbohrungen wird die Meßleitung auch
selbständig entlüftet, wenn eine Flüssigkeit als Durchfliißmedium
benutzt wird oder entwässert, wenn Gas gemessen wird.
Zweckmäßigerweise sind zwei Paar Anbohrungen spiegelbildlich zueinander im Rohrleitungsabschnitt
angeordnet, die jeweils mit einer besonderen Meßleitung mit eingebautem Fühlelement verbunden sind.
Dadurch werden um 180° phasenverschobene Signale erzeugt, die über eine einfache Schaltung zu einer
Signalüberwachung ausgenutzt werden können, so daß sofort eine Funktionsstörung angezeigt wird. Auch kann
durch diese beiden um 180° phasenverschoben abgegebenen
Signale über eine Differenzschaltung eine außergewöhnlich hohe Signalamplitude erzeugt werden,
so daß auch oberhalb normaler Frequenzbereiche noch eine gesicherte Signalerfassung gewährleistet ist
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt
F i g. 1 einen Strömungsmesser gemäß der Erfindung im Querschnitt in Ebene der Anbohrungen,
Fig.3 ein anderes Ausführungsbeispiel des Strömungsmessers gemäß der Erfindung im Querschnitt mit
zwei Paar Anbohrungen,
Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Strömungsmesser ist ein wirbelerzeugender Widerstandskörper
1 in den von einer Flüssigkeit oder einem Gas durchströmten Rohrleitungsabschnitt 2 eingebaut
Durch diesen Widerstandskörper 1 werden an den gegenüberliegenden Seiten 3 und 4 abwechselnd
abreißende Wirbel erzeugt, deren Frequenz ein Maß für den Mediumdurchfluß in der Rohrleitung 2 ist Diese
Frequenz wird über die beiden Anbohrungen 5 und 6 und die außerhalb des Rohrleitungsabschnittes 2
liegende Meßleitung 7 vom Fühlelement 8 erfaßt Die Meßleitung 7 und das Fühlelement 8 sind in einem
Sensorkopf 9 untergebracht Das Fühlelement 8 sitzt in
iu einem Halterohr 10, das dichtend in den Sensorkopf 9
eingeschoben und durch die Verschraubung 11 gehalten
ist Die Impulsabgabe erfolgt über die elektrischen Anschlußdrähte IX
is Wirbelabrißseite 4 in Strömungsrichtung gesehen kurz
vor der Stirnseite 13 des Widerstandskörpers 1 im Durchströmbereich zwischen dem Widerstandskörper
und der Wand des Rohrleitungsabschnittes 2 angeordnet Die Anbohrung 5 auf der gegenüberliegenden
Wirbelabrißseite 3 dagegen befindet sich in Strömungsrichtung gesehen hinter der Stirnseite ' >
am Rand der Wirbeizone etwa im ersten Drittel des Widerstandskörpers 1.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 3 bis 5 sind zwei Paar Anbohrungen 5, 6 und 14, 15 spiegelbildlich zueinander im Rohrleitungsabschnitt 2 angeordnet Die Anbohrungen 5, 6 sind über die Meßleitung 7 mit dem eingebauten Fühlelement 8 verbur den, während die Anbohrungen 14, 15 über die Meflleitung 16 auf das Fühlelement 17 einwirken. Das Fühlelement 17 sitzt in dem Halterohr 18, das durch die Verschraubung 19 gehalten wird. Beide Halterohre 10 und IS lassen sich auch während des Betriebes leicht ein- und ausbauen, wodurch die Fühlelemente 8 oder 17 jederzeit ausgewechselt werden können.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 3 bis 5 sind zwei Paar Anbohrungen 5, 6 und 14, 15 spiegelbildlich zueinander im Rohrleitungsabschnitt 2 angeordnet Die Anbohrungen 5, 6 sind über die Meßleitung 7 mit dem eingebauten Fühlelement 8 verbur den, während die Anbohrungen 14, 15 über die Meflleitung 16 auf das Fühlelement 17 einwirken. Das Fühlelement 17 sitzt in dem Halterohr 18, das durch die Verschraubung 19 gehalten wird. Beide Halterohre 10 und IS lassen sich auch während des Betriebes leicht ein- und ausbauen, wodurch die Fühlelemente 8 oder 17 jederzeit ausgewechselt werden können.
Claims (2)
- Patentansprüche;U Strömungsmesser, bei dem ein wirbelerzeugender Widerstandskörper von im wesentlichen langgestreckter Form in einen von einer Flüssigkeit oder einem Gas durchströmten Rohrleitungsabschnitt senkrecht zur Rohrleitung eingebaut ist, so daß an seinen gegenüberliegenden Seiten abwechselnd abreißende Wirbel erzeugt werden, deren Frequenz ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit bzw. den Mediumdurchfluß im Rohr ist, wobei diese Frequenz durch mindestens ein Fühlelement gemessen wird, das in eine außerhalb des Rohrleitungsabschnittes liegende Meßleitung eingebaut ist, deren Enden aber zwei auf den beiden Wirbelabrißseiten angeordneten Anbohrungen mit dem Rohrinneren in offener Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbohrung (6) auf der einen Wirbelabrißseite (4) in Strömungsrichtung gesehen kurz vor der Stirnseite (13) des Widerstandskörpers (1) im Durchsisömbereich zwischen Widerstandskörper (1) und Rohrwand (2) vorgesehen ist und die Anbohrung (5) auf der anderen Wirbelabrißseite (3) hinter der Stirnseite (13) am Rande der Wirbelzone etwa im ersten Drittel des Widerstandskörpers (1) liegt
- 2. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paar Anbohrungen (5,6 u. 14,15) spiegelbildlich zueinander im Rohrleitungsabschnitt (2) angeordnet sind, die jeweils mit einer besonderen MeOIeitung (7 u. 16) mit eingebautem Fühlelement (8 u. 17) verbunden sind.
Priority Applications (5)
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3211014A1 (de) * | 1982-03-25 | 1983-11-10 | Bopp & Reuther Gmbh, 6800 Mannheim | Wirbelzaehler |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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