DE2842414A1

DE2842414A1 - DIFFERENTIAL PRESSURE PROBE

Info

Publication number: DE2842414A1
Application number: DE19782842414
Authority: DE
Inventors: Burkhard Dipl Ing Debbertin; Dieter Dr Rer Nat Dr Fehler; Hans-Ulrich Ing Grad Guenther; Hans-Peter Ing Grad Kloske
Original assignee: Industrie Werke Karlsruhe Ausburg AG
Current assignee: KUKA AG
Priority date: 1978-09-29
Filing date: 1978-09-29
Publication date: 1980-05-22
Also published as: SE7907413L; NL7907159A; IT1123740B; DK409779A; BE879069A; FR2437615A1; GB2032118A; IT7926027A0

Description

Karlsruhe, 4. ZJP/H/HiKarlsruhe, 4th ZJP / H / Hi

INDUSTRIE-WERKE KARLSRUHE AUGSBURG AktiengesellschaftINDUSTRIE-WERKE KARLSRUHE AUGSBURG Aktiengesellschaft

Gartenstraße 71
7500 Karlsruhe TGartenstrasse 71
7500 Karlsruhe T

DifferenzdrucksondeDifferential pressure probe

Die Erfindung betrifft eine Differenzdrucksonde, insbesondere zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit eines in einem Rohr strömenden Mediums, bestehend aus einem quer zur Rohr-Längsachse im Rohr angeordneten und mit Bohrungen zur Aufnahme sowohl eines dynamischen Strömungsdruck-Anteils als auch des statischen Strömungsdruckes versehenen Sondenkörpers, bei welchem die Bohrungen zur Aufnahme des statischen Strömungsdruckes in Durchflußrichtung hinter den Bohrungen zur Aufnahme des dynamischen Druckanteils angeordnet sind.The invention relates to a differential pressure probe, in particular for measuring the flow velocity of a medium flowing in a pipe, consisting of a transverse arranged to the pipe's longitudinal axis in the pipe and with bores to accommodate both a dynamic flow pressure component as well as the static flow pressure provided probe body, in which the holes for receiving the static flow pressure in the direction of flow behind the bores to absorb the dynamic pressure component are arranged.

030021/0015030021/0015

\\sß?.<\\ sß?. < 28424U28424U

In der Literatur (z.B. DE-AS 19 35 989; US-PS Io87 988; US-PS 125o 238) sind bereits Differenzdrucksonden vorgeschlagen worden. Derartigen Sonden haftet der Mangel an, daß die Druckentnahme für den statischen Druck im Strömungsbereich der dynamischen Sonde oder aber sogar im Abströmbereich des Sondenkörpers selbst liegt. Dies hat zur Folge, daß das statische Drucksignal von den sich abströmseitig bildenden Strömungserscheinungen überlagert wird. Hierbei sind diese Strömungserscheinungen, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Mediums im Rohr, in der Regel recht unterschiedlich. Das Differenzdrucksignal ist infolgedessen über dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit nicht linear.In the literature (e.g. DE-AS 19 35 989; US-PS Io87 988; US-PS 125o 238) differential pressure probes have already been proposed. Such probes are liable to the defect, that the pressure extraction for the static pressure in the flow area of the dynamic probe or even lies in the outflow area of the probe body itself. This has the consequence that the static pressure signal from the downstream side forming flow phenomena is superimposed. Here these flow phenomena are dependent on the speed of the medium in the pipe, usually quite different. The differential pressure signal is consequently not linear over the square of the flow velocity.

Diese Nichtlinearität bereitet in der Praxis erhebliche Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung des Differenzdrucksignals, beispielsweise bei dessen Radizierung im Zusammenhang mit einer Durchflußmessung. Dies bedeutet entweder für die nachgeordneten Bauglieder eine entsprechende Anpassung an die insoweit vorgegebene Nichtlinearität, welche zudem bei unterschiedlichen Rohr-Nennweiten an unterschiedlichen Punkten beginnen kann, oder aber den Verzicht auf die Ausnutzung des nichtlinearen Bereiches. Damit wird jedoch der Meßumfang, also das Verhältnis von niedrigster verarbeitbarer Strömungsgeschwindigkeit bis zur höchsten verarbeitbaren Strömungsgeschwindigkeit, entscheidend verkleinert.This non-linearity is considerable in practice Difficulties in further processing the differential pressure signal, for example when extracting it in the Connection with a flow measurement. this means either a corresponding adjustment to the non-linearity specified in this respect for the subordinate structural elements, which can also begin at different points with different pipe sizes, or but renouncing the use of the non-linear area. However, this increases the scope of measurement, i.e. the Ratio of the lowest processable flow rate to the highest processable Flow velocity, significantly reduced.

030021/0015030021/0015

28424U28424U

Angesichts dieser, den vorgeschlagenen Differenzdrucksonden anhaftenden, konzeptionell bedingten Grenzen hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, den Linearitätsbereich des Differenzdrucksignals bei derartigen Sonden zu verbessern.Given this, the proposed differential pressure probes Adhering, conceptually conditioned limits, the present invention has set itself the task of to improve the linearity range of the differential pressure signal in such probes.

Gelöst wird diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß die der Aufnahme des statischen Strömungsdruckes dienenden Bohrungen in Strömungsrichtung des Mediums paarweise zu beiden Seiten im Sondenkörper vor dem Bereich abnehmender Sondenkörper-Breite angeordnet sind.This object is essentially achieved by the fact that those used to absorb the static flow pressure Boreholes in the direction of flow of the medium in pairs on both sides in the probe body in front of the area decreasing probe body width are arranged.

.Dieser die vorgeschlagene Erfindung tragende Gedanke erfährt weitere sinnvolle Ausgestaltung durch aus den Unteransprüchen ersichtliche erfindungsrelevante Baumerkmale. .This idea that carries the proposed invention experiences further meaningful development through construction features relevant to the invention which can be seen from the subclaims.

Mit der vorgeschlagenen Erfindung geht eine Reihe von Vorteilen einheriA number of advantages are associated with the proposed invention

Die Anwendung der der vorgeschlagenen Erfindung zugrundeliegenden Differenzdrucksonde hat in der Praxis bereits eine der Aufgabenstellung adäquate Funktionsverbesserung ergeben, so daß sich eine solche Differenzdrucksonde in weitaus größerem Meßumfang als bisher anwenden läßt. Allein hieraus ergibt sich bereits eine wesentliche Verbesserung von Differenzdruckaufnehmern in Rohren mit strömenden Medien ohne bewegte Teile, insbesondere auchThe use of the differential pressure probe on which the proposed invention is based has already been used in practice result in a functional improvement adequate to the task, so that such a differential pressure probe can be used in a much larger measurement scope than before. This alone already results in a significant improvement of differential pressure sensors in pipes with flowing media without moving parts, in particular

. 03Q0 2.1/CLO 15. 03Q0 2.1 / CLO 15

28424U28424U

gegenüber Düsen, Blenden oder Ventürirohren. Damit läßt sich in Anwendung der erfindungsgemäßen Sonde eine einfachere Bauweise der ihr nachgeordneten Funktionsgruppen erzielen.compared to nozzles, orifices or venturi tubes. So lets When using the probe according to the invention, a simpler construction of the functional groups arranged downstream of it achieve.

In der Zeichnung ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Dabei zeigt In the drawing, the invention is shown in several exemplary embodiments. It shows

Fig, 1 das Diagramm einer bekannten Differenzdrucksonde, in welchem einerseits der theoretische und insoweit angestrebte und andererseits der tatsächlich gemessene Verlauf des Differenzdrucksignals über dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit aufgetragen ist,1 shows the diagram of a known differential pressure probe, in which, on the one hand, the theoretical and, in this respect, the strived for and, on the other hand, the actual measured course of the differential pressure signal plotted against the square of the flow velocity is,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch ein mediumdurchströmtes Rohr mit in der Strömung angeordneter Differenzdrucksonde ,Fig. 2 shows a vertical section through a medium flowed through Pipe with differential pressure probe arranged in the flow,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Differenzdrucksonde entlang der Linie A...B der Fig. 2 und schließlich3 shows a vertical section through the differential pressure probe along the line A ... B of FIGS. 2 and in the end

Fig. 4 eine bauliche Variante einer Differenzdrucksonde nach Fig. 3.FIG. 4 shows a structural variant of a differential pressure probe according to FIG. 3.

Das in Fig. 1 dargestellte Diagramm, in welchem zum einen der theoretische und insoweit erstrebte Verlauf und zum anderen der tatsächliche Verlauf des Differenzdrucksignals über dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit bei bekannten Differenzdrucksonden aufgetragen ist, läßt ohne weiteresThe diagram shown in Fig. 1, in which on the one hand the theoretical and in this respect aspired course and on the one hand other the actual course of the differential pressure signal over the square of the flow velocity with known Differential pressure probes is applied, can be easily

030011/0015030011/0015

-χ--'-\ . 28424H -χ --'- \ . 28424H

eine nicht unwesentliche Diskrepanz zwischen Theorie und angestrebtem bzw. tatsächlich gegebenem Linearitätsverlauf eines Differenzdrucksignals und der Praxis der bekannten Lösungsvorschläge erkennen.a not insignificant discrepancy between theory and the desired or actually given linearity curve a differential pressure signal and the practice of the known proposed solutions.

In Fig. 2 wird - entsprechend der vorgeschlagenen Erfindung - das Rohr 1 von einem durch Richtungspfeil symbolisierten Medium durchströmt. Im rechten Winkel zur Strömungsrichtung des Mediums durchdringt der Sondenkörper 2 das Rohr 1. Die der Aufnahme des statischen Strömungsdruckes dienenden Bohrungen 2a, 2b sind paarweise zu beiden Seiten im Sondenkörper 2 sowie in Strömungsrichtung des Mediums vor dem Bereich abnehmender Sondenkörper-Breite angeordnet, deren Beginn in Fig. und 4 mit der Linie C...D angegeben ist. Damit ist sichergestellt, daß die Druckabnahme nicht in dem von der Sonde selbst gestörten Bereich stattfindet. Die Bohrung 2c dient der Aufnahme des dynamischen Strömungsdruckanteils. ·In Fig. 2 - according to the proposed invention - the pipe 1 is symbolized by a directional arrow Medium flows through. The probe body penetrates at right angles to the direction of flow of the medium 2 the pipe 1. The bores 2a, 2b serving to absorb the static flow pressure are in pairs on both sides in the probe body 2 and in the direction of flow of the medium in front of the area decreasing Probe body width arranged, the beginning of which is indicated in Fig. And 4 with the line C ... D. So is ensured that the pressure decrease does not occur in that of the probe itself disturbed area takes place. The bore 2c is used to accommodate the dynamic flow pressure component. ·

Die paarweise Anordnung der Bohrungen gewährleistet einen Druckausgleich zwischen den beiden Sondenseiten und dient damit der weiteren Verbesserung der Linearität.The arrangement of the holes in pairs ensures a pressure equalization between the two sides of the probe and is used thus further improving the linearity.

In an sich bekannter Weise können die der Druckaufnahme dienenden Bohrungen 2a, 2b, 2c im Sondenkörper 2 auch in mehreren Lagen höhenversetzt angeordnet sein (nicht dargestellt).In a manner known per se, the bores 2a, 2b, 2c in the probe body 2 serving to absorb the pressure can also be used be arranged offset in height in several layers (not shown).

-.6 - ■ ■-.6 - ■ ■

030021/0015030021/0015

28424U28424U

Entsprechend Fig. 3 ist der Querschnitt des Sondenkörpers 2 nur zu einer Ebene in Richtung der Längsachse des Rohres 1 symmetrisch ausgebildet. Der Querschnitt eines Sondenkörpers 2 kann auch entsprechend Fig. 4 sowohl in Richtung der Rohr-Längsachse als auch in Richtung der Rohr-Querachse symmetrisch ausgebildet sein.According to FIG. 3, the cross section of the probe body 2 is only in one plane in the direction of the longitudinal axis of the tube 1 formed symmetrically. The cross section of a probe body 2 can also according to FIG. 4 formed symmetrically both in the direction of the pipe longitudinal axis and in the direction of the pipe transverse axis be.

Je nach den baulich-konstruktiven Gegebenheiten läßt sich der Sondenkörper einstückig (Fig. 3) oder aber mehrstückig, und zwar unter beispielsweiser Anwendung von Stegen 3, ausbilden (Fig. 4).Depending on the structural and constructive conditions, the probe body can be made in one piece (Fig. 3) or in several pieces, namely with the application of webs 3, for example (Fig. 4).

030021/0015030021/0015

Claims

1.jDifferential pressure probe, especially for measuring the Flow velocity of a medium flowing in a tube, consisting of a medium transverse to the longitudinal axis of the tube arranged in the pipe and with bores to accommodate both a dynamic flow pressure component as well as the static flow pressure provided probe body, "in which the Bores for taking up the static flow pressure in the direction of flow behind the bores are arranged to absorb the dynamic pressure component,

characterized,

that the recording of the static flow pressure Serving bores (2a, 2b) in the flow direction of the medium in pairs on both sides in the probe body (2) are arranged in front of the area of decreasing probe body width.

2. Differential pressure probe according to claim 1, characterized in that

that the absorption of the flow pressure is used; Bores (2a, 2b and 2c) in the probe body (2) offset in height in several layers in a manner known per se can be arranged *.

030021/0015030021/0015

ORIGINAL INSPECTED

3. Differential pressure probe according to claim 1 and 2, characterized in that

that the cross section of the probe body (2) only to one plane in the direction of the pipe's longitudinal axis is symmetrical.

4. Differential pressure probe according to claim 1 and 2, characterized in that

that the cross section of the probe body (2) both in the direction of the pipe longitudinal axis and in the direction of Tube transverse axis is designed symmetrically.

5. Differential pressure probe according to claim 1 to 4, characterized,

that the probe body (2) is constructed in one or more pieces.

030021/0015