DE2836040C2

DE2836040C2 -

Info

Publication number: DE2836040C2
Application number: DE19782836040
Authority: DE
Inventors: Lennart Arne Kungsaengen Se Wennberg; Ulf Holger Balsta Se Danielsson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-08-19
Filing date: 1978-08-17
Publication date: 1987-08-06
Also published as: DE2836040A1; JPS6229728B2; GB2002904A; GB2002904B; FR2400690A1; SE407461B; SE7709338L; FR2400690B1; JPS5456474A

Description

Die Erfindung betrifft einen Strömungsmesser nach Art eines Fluidik-Oszillators gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und bezieht sich insbesondere auf einen Strömungsmesser zur Messung der Atmung eines sich bewegenden Menschen oder Tieres.

Ein Strömungsmesser nach Art eines Fluidik-Oszillators allge meiner Art ist aus der DE-OS 24 14 970 bekannt. Dieser Strö mungsmesser verwendet Rückkopplungsschleifen und ist eher für größere Strömungsgeschwindigkeiten geeignet.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, einen Strömungsmes ser zu schaffen, der sich vor allem für Atmungsmessungen bei einem sich bewegenden Menschen oder Tier eignet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Aufgrund der besonderen Konstruktion des Strömungsmessers kann dieser bei minimalem Druckabfall klein, leicht und tragbar sein.

Derzeit werden bei Atmungsmessungen Trockengasmesser und Gasdichtebälge verwendet, die 10 bis 20 l Volumen aufweisen (d. h. Douglas-Bälge), in die die ausgeatmete Luft geleitet wird, wobei gleichzeitig die Sammel- bzw. Aufnahmezeit gemessen wird. Beide Meßvorrichtungen sind platzraubend und schwer. Mögliche Lösungen mit Strömungsmessern anderer Art sind eben falls platzraubend und schwer.

Die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Konstruktion eines Strömungsmessers in Fluidikart. Ein Fluidik-Element hat zum Beispiel eine Eingangsleitung und zwei Ausgangsleitungen, die einen bestimmten Winkel einschließen. Zwischen der Eingangs leitung und den Ausgängen ist auf jeder Seite ein Steuereingang vorhanden. Wenn einer der Steuereingänge geschlossen ist, entsteht ein Luftwirbel an seiner Mündung und dadurch ein Teilvakuum, das die Strömung zu dem Ausgang auf dieser Seite lenkt. Wenn dann dieser Eingang geöffnet und der andere geschlossen wird, wird die Strömung in der gleichen Weise zum anderen Ausgang gelenkt. Durch Verbindung der beiden Steuer eingänge wird die Strömung zwischen den beiden Ausgängen geschaltet. Bei geeigneter Dimensionierung ist die Schaltfre quenz der Strömung direkt proportional.

Die Verwendung eines Fluidik-Flip-Flops als Strömungsmesser ist aus der SE-AS 3 49 146 bekannt.

Die beabsichtigten Eigenschaften des Strömungsmessers werden gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Strömungsmesser einen besonderen Aufbau hat, der sich aus der folgenden Beschreibung ergibt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 und 2 beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt eines Strömungsmessers und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1.

Der Strömungsmesser hat einen Eingang 1, zwei Steuer eingänge 5 und 6, eine Steuerleitung 7 und zwei Aus gangsleitungen 8 und 9, die in der gleichen Ebene lie gen. Der Strömungsmesser kann daher klein ausgebildet werden. Der Strömungsmesser ist als Behälter mit fla chem Deckel und Boden konstruiert. Mit Ausnahme des Deckels und des Bodens ist der Eingang auf zwei Füh rungsflächen 3 und 4 begrenzt, die einen keilförmigen Eingang bilden. Der Eingang kann somit kurz sein. Die Winkel zwischen den Führungsflächen 3 und 4 und der Symmetrieebene A-A des Strömungsmessers in Fig. 1 liegen jeweils zweckmäßigerweise zwischen 40 und 50°. Die Mündung des Eingangs ist durch ein netzartiges Gewebe bzw. ein Gitter 2 bedeckt. Dadurch erreicht man, daß bei Verwendung im Freien Wind die Funktion des Strö mungsmessers nicht stört. Ohne das Gitter müßte der Ein gang wesentlich länger sein. Die beiden Steuereingänge 5 und 6 liegen auf jeder Seite der Verbindung zwischen dem Eingang 1 und den Ausgangsleitungen 8 und 9. Die Steuereingänge sind über die Steuerleitung 7 verbunden, die kreisförmig um die beiden Ausgangsleitungen 8 und 9 laufen. Im Vergleich zu dem üblichen Aufbau mit einer etwas eckigeren Steuerleitung wird ein besseres Signal/ Rausch-Verhältnis erreicht. Der Aufbau trägt auch dazu bei, den Strömungsmesser klein auszubilden. Der Aus gang 10 verläuft senkrecht zur Eingangsströmungsrich tung und der Ebene, die durch den Eingang 1, die Steuer eingänge 5 und 6, den Steuereingang 7 und die Steuer ausgänge 8 und 9 gebildet wird und liegt in der Mitte des Kreises, der durch die Steuerleitung 7 gebildet wird. Der Ausgang nimmt den gesamten Raum zwischen den Aus gangsleitungen 8 und 9 ein, so daß der Druckabfall im Strömungsmesser minimal ist. Eine Verbindungsleitung zwischen den hinteren Enden der Ausgangsleitungen 8 und 9 ist mit einer Erhebung 11 versehen, die die Führung der Strömung zum Ausgang 10 unterstützt. Schwingungen werden durch die Druckwellen erfaßt, die in der Steuer leitung durch einen Übertrager 12 und einen Empfänger 13 für Ultraschallwellen erzeugt werden, die an den Enden der Steuerleitung liegen und zu einem Punkt 14 auf der Symmetrieebene des Strömungsmessers gerichtet sind, der vom Eingang aus etwas jenseits der Mitte der Steuerleitung und auf der halben Höhe zwischen dem Deckel und dem Boden des Strömungsmessers liegt. Durch Ausrichtung des Übertragers und Empfängers auf diese Weise verläuft ein Ultraschallsignal unter Wandrefle xionen durch die Steuerleitung.

Bei einer Ausführungsform hat der Strömungsmesser fol gende Daten: Länge 110 mm, Breite 85 mm, Höhe 44 mm, Gewicht 80 g, Druckabfall 4 mm H₂O bei 100 l/Min. und 28 mm H₂O bei 200 l/Min., Meßbereich 16 bis 250 l/Min. und Meßfehler weniger als 2% effektiv des angezeigten Wertes über den gesamten Meßbereich.

Durch lineare Änderung der Geometrie kann der Meßbe reich nach oben oder unten verschoben werden.

Claims

Strömungsmesser nach Art eines Fluidik-Oszillators mit zwei verbundenen Steuereingängen, die auf jeder Seite der Verbindung zwischen dem Eingang und zwei Ausgangsleitungen liegen, wobei der Eingang, die Steuereingänge, die Steuer leitung und die Ausgangsleitungen in der gleichen Ebene liegen und Schwingungen durch die Druckwellen erfaßt werden, die in der Steuerleitung erzeugt werden, wobei die Mündung des Eingangs durch zwei Steuerflächen begrenzt ist, die dem Eingang eine Keilform verleihen, und wobei die Steuerleitung kreisförmig um die beiden Ausgangsleitungen verläuft, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mündung des Eingangs (1) mit einem netzartigen Gewebe (2) versehen ist, daß der Ausgang (10) senk recht zur Eingangsströmungsrichtung und der Ebene verläuft, die durch den Eingang (1), die Steuereingänge (5, 6), die Steuer leitung (7) und die Ausgangsleitungen (8, 9) verläuft, und in der Mitte des Kreises liegt, der durch die Steuerleitung (7) gebildet ist, daß eine Verbindungsleitung zwischen den hinteren Enden der beiden Ausgangsleitungen (8, 9) mit einer Erhebung (11) versehen ist, die die Führung der Strömung zum Ausgang unterstützt, und daß die Schwingungen durch einen Ultraschall übertrager (12) und einen Ultraschallempfänger (13) erfaßt werden, die an den Enden der Steuerleitungen liegen und zu einem Punkt (14) auf der Symmetrieebene des Strömungsmessers gerich tet sind, der vom Eingang aus etwas jenseits der Mitte der Steuerleitung und auf halber Höhe zwischen dem Deckel und dem Boden des Strömungsmessers liegt.