DE2713050A1

DE2713050A1 - Stroemungsmesser

Info

Publication number: DE2713050A1
Application number: DE19772713050
Authority: DE
Inventors: Peter J Herzl; Harold W Metzger
Original assignee: Fischer and Porter Co
Current assignee: Fischer and Porter Co
Priority date: 1976-03-26
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1977-09-29
Also published as: JPS52117668A; GB1545344A; CA1063385A; FR2345707A1; US4033189A

Description

Die Erfindung betrifft einen Strömungsmesser vom Wirbeltyp, der in Verbindung mit einem äußeren Kraftaufnehmer arbeitet.

Zur Förderung von öl aus ölfeldern werden häufig technische Mittel benötigt, um das Öl nach oben zu drücken. Eine weit verbreitete Form einer solchen Sekundärgewinnung ist die Wasserflutungstechnik, bei der Druckwasser durch ein Bohrloch gepreßt wird, benachbart zu dem Bohrloch, durch das das Öl nach oben strömen soll, wobei das eingepreßte Wasser den üllagerbereich flutet und auf das öl den notwendigen Druck ausübt, um dieses nach oben zu fördern.

Nach einem anderen Gewinnungssystem wird öl mit Wasser gemischt gefördert. Das Wasser wird danach vom Öl getrennt und zu Druckpumpen zurückgeführt, die das Wasser in verschiedene Bohrlöcher pressen, so daß das Gewinnungssystem ein Netz von Wasserleitungen umfaßt, die zu einer Gruppe von arbeitenden Bohrlöchern führen. Die Wasserflutungstechnik wird auch im Uran-Bergbau verwendet.

Bei der Durchführung und Unterhaltung eines Wasserflutungssystems ist es notwendig, die Wasserströmungs-Geschwindigkeit an verschiedenen Punkten des Leitungsnetzwerkes zu messen. Gegenwärtig wird dies mit Hilfe von Turbinen-Meßgeräten durchgeführt, die in den Wasserrohren installiert sind. Bei den üblichen Turbinenmeßgeräten ist der Turbinenrotor in der Leitung montiert und mit einem Permanentmagneten versehen. Der rotierende Magnet induziert einen Wechselstrom in einer Aufnahmespule, die in dem äußeren Gehäuse des Meßgerätes angeordnet ist und die Frequenz des erzeugten Signals ist proportional zur volumetrischen Strömungsmenge. Die Frequenz des Signales wird in ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Strömungsmenge umgeformt.

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Da Turbinenmeßgeräte relativ teuer sind und eine Wasserflutungsanlage eine große Anzahl solcher Meßgeräte benötigt, ist vorgeschlagen worden, die Aufnahmespule am Meßgerät wegzulassen und eine separate Aufnahmespule vorzusehen, die mit einem batteriebetriebenen Versuchsgerät gekoppelt ist, das die Ablesung der Strömungsgeschwindigkeit oder Strömungsmenge erlaubt. Diese Methode ist einfacher, da es nur erforderlich ist, die Strömungsgeschwindigkeit ab und zu an der Stelle, an der das Meßgerät installiert ist, zu messen und dann, falls notwendig, ein Ventil manuell zu verstellen, um die Strömungsgeschwindigkeit zu korrigieren. Eine Bedienungsperson, die die Aufnahmespule und das Versuchsgerät trägt, geht somit zu den verschiedenen, in den Rohrleitungen installierten Meßgeräten, um die Strömungsmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit zu messen.

Der hauptsächliche Nachteil von Turbinenmeßgeräten im Zusammenhang mit Wasserflutungsanlagen liegt darin, daß sie mit einem Rotor versehen sind, der dem Wasser ausgesetzt ist, weshalb Probleme hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Sicherheit auftreten, weil das zu messende Wasser oft verschmutzt ist und den Rotor und seine Lager beschädigen kann, insbesondere wenn das Wasser erodierende oder abschleifende Partikel und korrodierende chemische Bestandteile enthält. Nach einer gewissen Betriebszeit werden daher die Turbinenmeßgeräte ungenau oder arbeiten überhaupt nicht mehr.

Es wurde daher ein Strömungsmesser vom Wirbeltyp vorgeschlagen, der in Verbindung mit einem äußeren Aufnehmer arbeitet, der mit einem tragbaren digitalen Ausgabegerät oder Lesegerät gekoppelt ist, so daß das gesamte äußere System benutzt werden kann, bei einer großen Anzahl installierter Strömungsmesser Ablesungen vorzunehmen. Die eingebauten Strömungsmesser haben daher keine elektrisch angetriebenen Einrichtungen, so daß

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keine Gefahr in Umgebungen besteht, in denen unüberwachte elektrische Schaltungen nicht zugelassen werden können.

Das vorgeschlagene Strömungsmeßgerät hat ein Strömungsrohr, das einen Durchgang für das zu messende Medium bildet und ein im Rohr angeordnetes Hindernis, das starke fluidische Schwingungen erzeugt, die einen ablenkbaren Abschnitt der Anordnung mit einer entsprechenden Frequenz und Stärke in Schwingungen versetzen, wobei der ablenkbare Abschnitt freitragend mit Hilfe eines flexiblen Trägers an einem festen Abschnitt angebracht ist. In dem Träger ist ein Stab angeordnet, der mit derselben Rate schwingt wie das ablenkbare System, wobei die Stabschwingung auf eine Sonde übertragen wird, die in einem Durchgang im festen Abschnitt der Hindernisanordnung angeordnet ist und sich nach außen aus dem Rohr heraus erstreckt, wodurch die Schwingungen des ablenkbaren Abschnittes in dem Strömungsrohr nach außen übertragen werden.

Die Sondenverlängerung endigt in einem Kupplungskopf außerhalb des Strömungsrohres, der in Eingriff mit einem Kraftaufnehmer ist, um die Schwingungen der Sonde in ein elektrisches Signal umzuformen, dessen Amplitude proportional zur angelegten Kraft und dessen Frequenz eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit bzw. Strömungsmenge ist. Der Kraftaufnehmer ist mit einem Testgerät gekoppelt, welches das Signal in eine Anzeige für die Strömungsmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit umformt. Strömungsmesser dieser Art werden hier als Wirbeltyp-Strömungsmesser mit äußerem Kraftaufnehmer bezeichnet.

Bei der vorgeschlagenen Anordnung zur übertragung von Schwingungen ist ein Ende der Sonde verankert, die Sonde läuft durch eine Bohrung im festen Abschnitt des Hindernisses und dann

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durch eine Öffnung in der Wand des Strömungsrohres, während das andere Ende der Sonde im äußeren Kupplungskopf endigt. Der schwingende Stab, der rechtwinkelig zur Sonde angeordnet ist, ist mit dieser an einem Verbindungspunkt zwischen dem Kupplungskopf und dem Verankerungspunkt gekoppelt, so daß die Probe durch die Schwingung des Stabes veranlaßt wird, um den Verankerungspunkt, der als Drehpunkt wirkt, zu schwingen.

Die auf den Kraftaufnehmer durch den Kupplungskopf ausgeübte Kraft und die Amplitude des resultierenden Signals hängt von der mechanischen Übersetzung oder dem mechanischen Vorteil ab, der der Probe durch den Schwingungsübertrager erteilt wird. Die mechanische Übersetzung oder der mechanische Vorteil stellt das Verhältnis der von einem Gerät ausgeübten Kraft zu der auf das Gerät wirkenden Kraft dar. Wenn z.B. der Griff einer Hubeinrichtung um 1 cm bewegt wird, wodurch z.B. ein Automobil um 0,002 cm gehoben wird, so beträgt die mechanische übersetzung oder der mechanische Vorteil 500. In diesem Zusammenhang bedeutet dies, daß je größer die mechanische Übersetzung ist, umso größer ist auch die Verstärkung der an den Kraftaufnehmer angelegten Kraft.

In dem Schwingungsgeber funktioniert die Sonde als ein Hebel, von welchem ein Arm der Teil der Sonde ist, der sich zwischen dem Verbindungspunkt von Stab und Sonde erstreckt, auf den eine Kraft ausgeübt wird (Stabarm), während der andere Arm der restliche Teil der Sonde zwischen diesem Verbindungspunkt und dem Kupplungskopf ist (Kupplungskopfarm). Die mechanische Übersetzung eines Hebels ist bestimmt durch das Verhältnis seiner Armlängen und da bei dem Schwingungsgeber, der in einer parallel laufenden Anmeldung vorgeschlagen worden ist, der Stab-Arm etwas kürzer als der Kupplungskopf-Arm ist, ist die mechanische Übersetzung kleiner als Eins.

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Als Folge davon ist die durch den Kupplungskopf auf den Kraftauf nehmer ausgeübte Kraft kleiner als die Kraft, die vom ablenkbaren Abschnitt abgeleitet und auf die Sonde übertragen wird. Die Amplitude des resultierenden Signals des Kraftaufnehmers ist daher sehr klein. Wegen dieses niedrigen Pegels des Sensor-Signales ist das Verhätnis von Signal/Rauschen ungünstig und das mit dem Sensor bzw. Kraftaufnehmer verbundene System hat einen sehr unbefriedigenden Frequenzgang bzw. ein unbefriedigendes Frequenzansprechvermögen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Strömungsmesser des Wirbeltyps mit äußerem Kraftaufnehmer zu schaffen, der ein Sensorsignal mit hohem Pegel erzeugt und der einen guten Frequenzgang über seinen Arbeitsbereich hat.

Beim erfindungsgemäßen Strömungsmesser werden fluidische Schwingungen in entsprechende mechanische Schwingungen umgeformt, die auf einen äußeren Kupplungskopf übertragen werden, der in Eingriff mit einem äußeren Kraftaufnehmer ist, dessen Signal ein Anzeichen für die Strömungsmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit des zu messenden Mediums ist, wobei insbesondere die mechanischen Schwingungen im Verlauf der übertragung verstärkt werden, um den Signalpegel des Kraftaufnehmers zu erhöhen und den Frequenzgang des Meßsystems zu verbessern.

Es ist ein schwingender ablenkbarer Abschnitt eines Hindernisses im Strömungsrohr vorgesehen, der über einen Schwingungsgeber mit dem äußeren Kupplungskopf verbunden ist, der in Eingriff mit dem Kraftaufnehmer ist, wobei der Schwingungsgeber die durch den Kupplungskopf auf den Kraftaufnehmer ausgeübte Kraft verstärkt.

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Der Stab des Schwingungsgebers ist an einem Ende mit dem schwingenden ablenkbaren Abschnitt des Hindernisses und am anderen Ende mit der Sonde gekoppelt, die zum Kupplungskopf führt, wobei die Sonde als Hebel wirkt, dessen Drehpunkt benachbart zum Kupplungskopf liegt, wodurch sich eine mechanische Verstärkung ergibt, durch welche die Kraft verstärkt wird, die der Kupplungskopf auf den Kraftaufnehmer oder Kraftsensor ausübt.

Der Flußmesser vom Wirbeltyp ist somit mit einem Hindernis versehen, das in einer Strömungsröhre angeordnet ist, um fluidische Schwingungen zu erzeugen, die einen ablenkbaren Abschnitt des Hindernisses erregen und in Schwingungen versetzen, der freitragend von einem festen Abschnitt aus quer im Rohr montiert ist, wobei die Frequenz seiner Schwingungen eine Funktion der Strömungsrate bzw. Strömungsgeschwindigkeit des durch das Rohr strömenden Mediums ist.

Die Schwingung des ablenkbaren Abschnittes wird nach außen auf den Kraftaufnehmer durch einen Geber übertragen, der einen Stab aufweist, der mit dem ablenkbaren Abschnitt verbunden ist und der sich durch eine Längsbohrung im Träger erstreckt und an der Sonde endigt. Die Sonde verläuft durch eine Längsbohrung im festen Abschnitt des Hindernisses und ragt durch eine öffnung in der Wand des Rohres hinaus, um am Kupplungskopf benachbart zur Wand zu endigen.

Die Sonde wird durch eine flexible Membran gehalten, die die öffnung in der Rohrwand überdeckt und als Stützpunkt oder Drehpunkt dient, so daß die Sonde als Hebel wirkt, dessen Arm außerhalb des Strömungsrohres kurz ist relativ zum Arm innerhalb des Rohres, so daß durch die mechanische Übersetzung die Kraftjverstärkt wird, die durch den Kupplungs-

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kopf auf den Sensor bzw. Kraftaufnehmer ausgeübt wird, um ein Sensor-Signal mit hohem Pegel zu erzeugen, das eine Anzeige für die Strömungsrate oder Strömungsgeschwindigkeit ist.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 im Längsschnitt einen Wirbel-Strömungsmesser mit äußerem Sensor und einem Schwingungsübertrager nach der Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht des Meßgerätes. Fig. 4 zeigt den Schwingungsübertrager, und

Fig. 5 zeigt schematisch einen installierten Strömungsmesser, der durch einen äußeren Sensor geprüft wird, dessen Ausgang mit einem Anzeigegerät für die Strömungsrate bzw. Strömungsgeschwindigkeit gekoppelt ist.

In einem Strömungsmesser vom Wirbeltyp nach dem US-PS 3 867 ist ein Hindernis vorgesehen, um starke stabilisierte fluidische Schwingungen zu erzeugen, die einen ablenkbaren Abschnitt des Hindernisses ablenken und mit einer entsprechenden Rate in Schwingungen versetzen. Diese mechanischen Schwingungen werden abgenommen, um ein Signal zu erzeugen, dessen Frequenz proportional zur Strömungsrate des Mediums ist. Bei diesem Strömungsmesser werden die mechanischen Schwingungen durch einen oder mehr Dehnungsmesser in dem ablenkbaren Abschnitt aufgenommen, um periodische Änderungen des elektrischen Widerstandes zu erzeugen, die zu einem Signal führen, dessen Frequenz

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proportional zur Schwingungsrate und damit zur Strömungsrate bzw. Strömungsgeschwindigkeit des Mediums ist.

Bei dem vorliegenden Strömungsmesser wird ein ähnliches Hindernis verwendet, die Schwingungen des ablenkbaren Abschnittes werden jedoch durch einen Kraftaufnehmer gemessen, der außerhalb der Anordnung angeordnet ist.

Diese Anordnung ist in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, wonach ein Strömungsmesser nach der Erfindung ein Strömungsrohr 10 aufweist, das in dem Wasserrohr einer Wasserflutungsanlage oder in einer andern Anlage, in der es erforderlich ist, angeordnet ist, um gelegentliche Überprüfungen der Strömungsgeschwindigkeit bzw. Strömungsrate zu ermöglichen, um festzustellen, ob die richtigen Stromungsbedingungen vorliegen. Zu diesem Zweck kann das Strömungsrohr mit Stirnflanschen versehen sein, um eine Kopplung mit dem Wasserrohr zu erleichtern.

In dem Rohr 10 ist ein Hindernis 11 montiert, das einen ablenkbaren Abschnitt aufweist, der auf eine Karman-Wirbelschleppe anspricht und in mikroskopische Schwingungen versetzt wird mit einer Frequenz, die proportional zur Strömungsrate ist. In dem Hindernis ist ferner ein Schwingungsgeber oder Schwingungsübertrager angeordnet, der aus einem Stab und einer Sonde 13 besteht.

Das Rohr 10, das bei der dargestellten Ausführungsform kreisförmigen Querschnitt hat, aber auch einen anderen Querschnitt haben kann, umfaßt einen Einlaß 10A, in den das zu messende Wasser eingeleitet wird. Die Strömung trifft auf das Hindernis 11, welches die Strömung teilt, so daß das Wasser das Hindernis umströmt und fluidische Störungen in Form einer Karman-Wirbelschleppe erzeugt. Das Hindernis 11 besteht aus einem quer einge-

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bauten vorderen Abschnitt 14 und einem hinteren Abschnitt 15, der hinter dem vorderen Abschnitt mit Hilfe eines freitragenden Trägers in Form eines flexiblen Steges oder Stabes 16 gehalten ist. Stromabwärts vom hinteren Abschnitt 15 ist ein Endstück 17 angeordnet.

Der vordere Abschnitt 14 ist ein Formblock mit einem dreieckigen oder deltaförmigen Querschnitt, der über seine Längsachse gleich ist, wobei die Längsachse senkrecht zur Strömungsachse X des Strömungsrohres liegt. Die Enden des vorderen Abschnittes sind an der Wand des Rohres befestigt, so daß der vordere Abschnitt ortsfest in dem Rohr gehalten ist. Der Scheitel des Blockes 16 ist der anströmenden Flüssigkeit entgegengerichtet, während seine geneigten Seiten Führungsflächen bzw. Führungskanten bilden, die von dem Medium umströmt werden, um Wirbel zu erzeugen.

Der hintere Abschnitt 15 hat die Form eines nicht-stromlinienförmigen Körpers mit eineir. rechteckigen Querschnitt, der durch einen Steg 16 im Abstand vom vorderen Abschnitt gehalten ist, wobei die Ebene des hinteren Abschnittes parallel zur ebenen Basis des vorderen Abschnittes ist. Die Form des hinteren Abschnittes ist derart, daß er im Weg der Wirbelschleppe liegt und der Spalt 18 zwischen dem vorderen Block 14 und dem hinteren Abschnitt 15 sucht oder neigt dazu, die Wirbel einzufangen und dadurch die Wirbelschleppe zu verstärken und zu stabilisieren.

Da der hintere Abschnitt 15 freitragend mit Hilfe des Trägers am vorderen Abschnitt angebracht ist, ist er ablenkbar. Der Träger, obwohl biegbar, hat ausreichende Steifigkeit, um nur eine kleine Ablenkung des hinteren Abschnittes zuzulassen. Infolge der fluidischen Schwingungen, die in dem Rohr 10 erzeugt werden, wird der ablenkbare hintere Abschnitt 15 erregt und in

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Schwingungen mit einer Rate versetzt, die der Frequenz der fluidischen Schwingungen entspricht.

Die natürliche Resonanz des hinteren Abschnittes ist derart, daß sie genügend außerhalb des normalen Frequenzbereiches des Meßgerätes liegt, so daß keine mechanischen Resonanzspitzen auftreten und die Amplitude der Schwingungsbewegung genau die Amplitude der fluidischen Schwingungen wiedergibt. Diese Schwingungsbewegung wird durch das Endstück 17 gesteigert. Der stromabwärtige Abschnitt der Anordnung führt zwei Funktionen aus, da dieser Abschnitt, der im Weg der abströmenden Flüssigkeit liegt, nicht nur stabilisierend wirkt, um die Messung bzw. die Aufnahme der Schwingungen zu verbessern, sondern seine Schwingungsbewegung führt auch zu einer Erhöhung des Ausgangssignales.

Da der ablenkbare Körper relativ steif ist, ist die Gesamtauslenkung des hinteren Abschnittes klein, selbst bei den größten Amplituden der fluidischen Schwingung, so daß eine etwaige Metallermüdung des Trägers 16 infolge der Schwingungsbewegung, wenn überhaupt vorhanden, minimal ist und auch bei langem Betrieb bzw. langer Lebensdauer keine Fehler auftreten.

Die Größe der Ablenkung ist nicht von wesentlicher Bedeutung, da die Information hinsichtlich der Strömungsrate bzw. Strömungsgeschwindigkeit durch die Frequenz gegeben wird, dagegen nicht durch die Amplitude der Schwingung. Obwohl die Ablenkgröße sehr klein gehalten wird, um Ermüdungen klein zu halten und einen annehmbar langen Betrieb zu gewährleisten, beeinträchtigt dies nicht die Erzeugung eines ablesbaren Ausgangssignales der variierenden Frequenz.

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Die kleinen Schwingungen des ablenkbaren hinteren Abschnittes des Hindernisses werden außerhalb des Rohres 10 aufgenommen. Hierzu werden die Schwingungen durch den Schwingungsübertrager übertragen, der einen Stab 12 aufweist, dessen hinterer Abschnitt in einer Bohrung 19 im ablenkbaren Abschnitt 15 aufgenommen ist. Der vordere Abschnitt des Stabes 12 liegt frei in einer längsverlaufenden Bohrung 20 mit relativ großem Durchmesser, die mit der Bohrung 19, die einen kleineren Durchmesser hat, in Verbindung steht und sich bis in den vorderen Abschnitt 14 erstreckt.

Der Stab 12 endigt in einem Hals oder einer Nabe 12A, die das Endstück einer Sonde 13 umgibt, um eine Kopplung zwischen dem Stab und der Sonde zu schaffen. Die Sonde 13 erstreckt sich durch einen Längskanal im vorderen Abschnitt 14 und ragt durch eine Öffnung in der Wand des Rohres 10 hindurch, die durch eine flexible Membran 24 abgedeckt ist.

Ein geeigneter Kraftaufnehmer FS, der auf eine Kraft anspricht, die dem Kupplungskopf 2 3 mitgeteilt wird, kann verwendet werden, um ein entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen, das eine Anzeige für die Strömungsgeschwindigkeit ist. Ein bevorzugter Kraftmesser oder Sensor für diesen Zweck ist eine piezoelektrische Quarz-Zelle, die auch als "Piezotron" bekannt ist und von der Firma Kistler Instrument Company, Redmond, Washington, hergestellt wird. Dieser Sensor ist sehr steif und stabil und spricht auf kleine Kräfte und Kraftänderungen an und er kann in Umgebungen verwendet werden, die durch Staub, Schmutz oder Feuchtigkeit verschmutzt sind, ohne die Signalübertragung zu beeinträchtigen.

Der Ausgang des Sensors FS ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist, über ein Kabel 25 an ein tragbares Testgerät 26 gelegt, in welchem der Ausgang in ein digitales Signal umgeformt und

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an ein geeignetes Anzeigegerät 27 gelegt wird, um die Strömungsgeschwindigkeit ablesen zu können.

Eine Bedienungsperson, die mit einem Kraftaufnehmer und dem Versuchsgerät versehen ist, kann somit leicht und einfach die Strömungsgeschwindigkeit überprüfen bzw. messen, indem der Sensor gegen den freien Kupplungskopf 23 des Strömungsmeßgerätes gedrückt wird, das in der Wasserleitung installiert ist. Mit ein- und demselben Gerät kann somit die Bedienungsperson bei allen Wirbelströmungsmessern die Geschwindigkeit messen und ablesen. Da das installierte Strömungsmeßgerät keine sich bewegenden Teile hat, entstehen keine Probleme hinsichtlich Wartung oder Zuverlässigkeit, weshalb zu allen Zeiten genaue Messungen ohne Beeinträchtigungen möglich sind.

Die Verbindung zwischen dem Schwingungsübertrager, bestehend aus dem Stab 12 und der Sonde 13 und dem Sensor FS, der in Eingriff mit dem Kupplungskopf ist, ist schematisch in Fig. gezeigt. Die Sonde 13, die durch den Stab 12 in Schwingungen versetzt wird, der mit ihr über die Nabe 12A gekoppelt ist, schwingt vor und zurück um den durch die Membran 14 gebildeten Drehpunkt. Die Sonde 13 wirkt wie ein Hebel, deren einer Arm (der Stabarm) durch den Teil der Sonde gebildet wird, der sich zwischen dem Drehpunkt und dem Verbindungspunkt von Sonde 13 und Stab 12 erstreckt. Der andere Arm (der Kupplungskopf-Arm) des Hebels wird durch den Teil der Sonde zwischen dem Drehpunkt und dem Kupplungskopf 23 gebildet.

Da der Kupplungskopf 23 relativ nahe beim Drehpunkt liegt, ist die Länge D₁ des Kupplungskopf-Armes kurz, im Vergleich zur Länge D₂ des Stab-Armes. Die mechanische Übersetzung ist somit D₂ZD., d.h. bei der gezeigten Hebelausbildung hat diese

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übersetzung etwa den Wert 3.

Die durch den Kupplungskopf 2 3 auf den Sensor FS ausgeübte Kraft ist somit verstärkt und sie ist größer als die Kraft, die durch den ablenkbaren Abschnitt über den Stab 12 auf die Sonde 13 ausgeübt wird. Da der Kraftaufnehmer FS sehr steif ist, entsteht praktisch keine Bewegung am Eingriffs punkt mit dem Kupplungskopf 23. Das resultierende Kraftsignal hat einen relativ hohen Pegel, im Vergleich mit dem Signal der eingangs beschriebenen vorgeschlagenen Einrichtung, bei der die Kraft reduziert anstatt durch den Schwingungsübertrager verstärkt wird. Das Verhältnis von Signal/ Rauschen und der Frequenzgang sind daher bei der vorliegenden Anordnung verbessert. Durch einen geeigneten Ausgleich der Sonde um den Drehpunkt kann ferner die Immunität des Aufbaus gegenüber Beschleunigungskräften verbessert werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Strömungsmesser des Wirbeltyps, der in Verbindung mit einem äußeren Kraftaufnehmer arbeitet, gekennzeichnet durch ein Strömungsrohr, durch das Gin zu messendes Medium strömt, ein in diesem Rohr angeordnetes Hindernis zur Erzeugung fluidischer Schwingungen mit einem festen Abschnitt, der quer in dem Rohr montiert ist und einem ablenkbaren Abschnitt, der freitragend am festen Abschnitt mit Hilfe eines flexiblen Trägers angebracht ist, so daß der ablenkbare Abschnitt durch die fluidischen Schwingungen mit einer Frequenz in Schwingungen versetzt wird, die eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit ist, ferner durch Einrichtungen, um die Schwingungen von dem ablenkbaren Abschnitt zu einem Kupplungskopf außerhalb des Rohres zu übertragen, der in Eingriff mit einem Kraftaufnehmer bringbar ist, um ein Signal zu erzeugen, dessen Amplitude von der an den Kraftaufnehmer angelegten Kraft abhängt und dessen Frequenz ein Anzeichen für die Strömungsgeschwindigkeit ist, v/obei zur Kraftverstärkung eine mechanische übersetzung vorgesehen ist, um dem Signal einen hohen Pegel zu geben, ferner dadurch, daß die übertragungseinrichtung einen Hebel aufweist, der mit einem Ende des Kupplungskopfes verbunden und um einen Drehpunkt schwenkbar ist, damit der Kupplungskopf eine verstärkte Kraft auf den Kraftaufnehmer übertragen kann, und daß die Schwingungen des ablenkbaren Abschnittes auf den Hebel an einem Punkt an dessem anderen Ende übertragbar sind, wobei der Kupplungskopf nahe am Drehpunkt angeordnet ist.

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2. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der ablenkbare Abschnitt in Strömungsrichtung hinter dem festen Abschnitt in dem Strömungsrohr angeordnet ist.

3. Strömungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der ablenkbare Abschnitt mit einem Endstück versehen ist.

4. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Hebel in Form einer Sonde ausgebildet ist, die sich durch eine Bohrung im festen Abschnitt erstreckt und durch eine öffnung in der Viand des Strömungsrohres nach außen ragt und in dem äußeren Kupplungskopf endigt, der benachbart zu der Rohrwand angeordnet ist, daß ferner die öffnung durch eine flexible Membran abgedeckt ist, die die Sonde umgibt und gelenkig hält, um einen Drehpunkt für diese zu bilden.

5. Strömungsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwingungen an die Sonde über einen Stab angelegt werden, der durch eine Bohrung im Träger verläuft, daß ein Ende des Stabes mit dem ablenkbaren Abschnitt gekoppelt ist und mit diesem schwingt, während das andere Ende des Stabes mit der Sonde an einem Verbindungspunkt gekoppelt ist, dessen Abstand vom Drehpunkt größer ist als der Abstand zwischen Drehpunkt und Kupplungskopf.

6. Strömungsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Kraftaufnehmer steif ist, so daß er der Schwingung des Kupplungskopfes standhält und sie aufnimmt.

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»3.

7. Strömunasmesser nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η

zeichnet , daß das Verhältnis des größeren Abstandes zum kleineren Abstand wenigstens etwa 3:1 ist.

8. Strömungsmesser nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Kraftaufnehmer ein piezoelektrisches Element ist.

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