DE3000825A1

DE3000825A1 - Differential pressure measurement system ascertaining ships speed - has single-unit dynamic and static pressure chambers with common membrane

Info

Publication number: DE3000825A1
Application number: DE19803000825
Authority: DE
Inventors: Dieter 2300 Kiel Niegel
Original assignee: Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Priority date: 1980-01-11
Filing date: 1980-01-11
Publication date: 1981-07-16

Abstract

A pressure measurement system, esp. for differential pressure speed measurement units of ships, has an arrangement of measurement channels for static and dynamic pressure connected to a differential pressure measurement device. Signal variations caused by wave motions are compensated without increasing indication lag or degrading accuracy. Each measurement channel feeds through a membrane pressure cell whose pressure chamber (1) is bounded by a membrane (10). The chambers are combined into a single unit. They may be bounded by a common membrane subjected to the static pressure on one side and the dynamic pressure on the other. This arrangement ensures that the immersion pressure esp. when the arrangement is used in a submarine does not destroy the membrane. Slow dynamic pressure increases affecting the static system via the membrane are dissipated via the inlet.

Description

Vorrichtung für Druckmeßsysteme Device for pressure measuring systems

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für Druckmeßsysteme, insbesondere DifferenzdruckgechwindigI:eitsmeßanlagen von Schiffen mi je einer Meßleitung für den statischen und den dynamischen Druck, wobei die Meßleitungen an einem Differenzdruckmeßgerät angeschlossen sind.The invention relates to a device for pressure measuring systems, in particular differential pressure speed: measuring systems of ships with one measuring line each for static and dynamic pressure, the measuring lines on a differential pressure measuring device are connected.

Bei diesen bekannten Anlagen mit örtlich versetzt angeordneten Meßpunkten kommt es infolge von Wellenbewegungen und Orbitalbewegungen der Wellen durch schnell wechselnde statische bzw. dynamische Druckanteile zu Schwankungen der Anzeige bzw. der Meßwerte und damit zu r-ehlmessungen. Es ist bekannt, bei derartigen Meßanlagen die Schwankungen auf elektriszhe bzw. elektronische oder auf mechanische Weise zu dämpfen. Witerhin ist es üblich, aus sehr unkontrolliert schwankendenMeßwerten Mittelwerte zu bilden.In these known systems with locally offset measuring points it comes through rapidly as a result of wave movements and orbital movements of waves changing static or dynamic pressure components to fluctuations in the display or of the measured values and thus to correct measurements. It is known in such measuring systems the fluctuations on electrical or electronic or on mechanical Way to dampen. It is also customary to use measured values that fluctuate in a very uncontrolled manner To form mean values.

Der Mangel dieser bekannten Geg£'nma9nahmen besteht darin, daß eine verzögert Anzeige erfolgt bzw. es ist nicht möglich, exak-te Mittelwerte zu bilden. Insbesondre ist es aber beim Einsatz auf dem Sektor der Wehrtechnik nicht möglich, mit der artig geworJienen Wenen zu arbeiten, da diese als Eingangswerte verwendet werden müssen, um unter Zwischenschaltung von Datenverarbeitungsanlagen Einstellungen vorzunehmen bzw. Prograrnme einzustellen.The shortcoming of these known countermeasures is that one delayed display or it is not possible to form exact mean values. In particular, however, when used in the defense technology sector, it is not possible to work with the well-established method, since these are used as input values need to be in order to interpose data processing equipment settings make or set programs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Ausbildung rnr Vorrichgungen gemäß dem Gattungsbegriff zu schaffen, die eine Kompensation der Schwankungen ohne Beeinträchtigung der Anzeigeträghelt und Anzeigegenauigkeit gewährleistet.The invention is based on the object of a simple design rnr To create devices according to the generic term that compensate for the Fluctuations without impairment of the display and display accuracy guaranteed.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß jede Meßleitung über eine Membrandruckdose geführt ist, wobei der Druckraum der Membrandruckdose durch eine Membran begrenzt wird.This object is achieved according to the invention in that each The measuring line is guided over a diaphragm pressure cell, the pressure chamber of the diaphragm pressure cell is limited by a membrane.

Durch diese einfache Ausbildung werden auftretende Differenzdrücke verzögerungsfrei kompensiert. Hierbei muß berücksichtigt werden, daß durch Geschwindigkeitszunahmen bzw. -abnahmen ebenso wie durch den statischen Druck eine Grundauslenkung der Membrane erfolgt, während sich bei Wellenbewegungen oder ninflissen durch Orbitalbewegungen sich auf grund des Druckstoßes eine dynamische Kraft entwickelt. Dieser Druckstoß führt zur st-ärkeren Auslenkung der Membrane und damit, durch Zucahme des Volumens des Me^systems, im wesentlichen zur Kompersierung des Druckstoes.Due to this simple design, any differential pressures that occur compensated without delay. It must be taken into account here that due to increases in speed or decreases as well as a basic deflection of the membrane due to the static pressure occurs while moving in waves or ninflissen through Orbital movements develop a dynamic force due to the pressure surge. This pressure surge leads to a stronger deflection of the membrane and thus, by increasing it of the volume of the measuring system, essentially to compensate for the pressure surge.

Für den Einsatz, insbesondere für Unserwasserfahrzeuge, ist vorgesshes, daß die Druckräume der Membrandruckdosen in den Meßleitungen zu einer Einheit zusammengefaßt und die einzelnen Druckräume durch eine gemeinsame Membran derart getrennt sind, daß an einer Seite der Membran der statische Druck und an der anderen Seite der dynamische Druck ansteh.For use, especially for our watercraft, it is necessary to that the pressure chambers of the diaphragm pressure cells in the measuring lines are combined into one unit and the individual pressure chambers are separated by a common membrane in such a way that that on one side of the membrane the static pressure and on the other side the dynamic pressure pending

Hierdurch wird sicherges-.ellt, daß der auf die Membrane wirkende Tauchdruck die Membrane nicht zerstört werden kann.This ensures that the acting on the membrane Immersion pressure the membrane cannot be destroyed.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltungsanordnung mit jeweils ener Membrandruckdose in jeder Meßleitung, Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer Membrandruckdose, Fig. 3 eine Schaltungsanordnung mit einer Memtrandruckdose mit einer gemeinsamen Membran für beide Druckräume, Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Membrandruckmeßdose gemäß Fig. 3 und Fig. 5 eine Seitenansicht gemäß Fig. 4.Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing shown. They show: FIG. 1 a circuit arrangement, each with a diaphragm pressure cell in each measuring line, Fig. 2 is a sectional view of a diaphragm pressure cell, Fig. 3 shows a circuit arrangement with a diaphragm pressure cell with a common diaphragm for both pressure rooms, Fig. 4 is a plan view of a diaphragm pressure cell according to FIGS. 3 and 5, a side view according to FIG. 4.

Die dargestellten Anordnungen bestehen aus einer statischen Meßleitung 1 und einer dynamischen Meßleitung 2, die mit entssrechenden Außenöffnungen im Schiff in bekannter Weise verbunden und angeordnet sind. Es sind entsprechende Bordabsperrventile 3 in die Meßleitungen 1 und 2 eingeschaltet. Weiterhin ist ein bekanntes, über eine Membran arbeitendes, Differenzdruckmeßgerät 4 mit den Meßleitungen 1 und 2 verbunden, wobei dem Meßgerät 4 in den zugeführten Meßleitungen Drosselventile 5 vorgeschaltet sein können Gemäß Fig. 1 ist in jeder Meßleitung 1,2 eine Membrandruckdose 6 eingeschal.et. Die Eintrittsöffnung 7 und eine Austrittsöffnung 8 sind winklig zueinander angeordnet und führen zu einem abgeschlossenenDruckraum 9, der an einer Seite durch eine Membran 10 gebildet wird. in diesem Fall ist die Membran 10 durch einen aufgesetzten, mit Abdichtungen versehenen Deckel 11 gehalten.The arrangements shown consist of a static measuring line 1 and a dynamic measuring line 2, which with corresponding external openings in the ship are connected and arranged in a known manner. There are corresponding on-board shut-off valves 3 switched into test leads 1 and 2. Furthermore, a well-known one, about a Diaphragm working, differential pressure measuring device 4 connected to the measuring lines 1 and 2, throttle valves 5 connected upstream of measuring device 4 in the measuring lines supplied According to FIG. 1, a diaphragm pressure cell 6 is enclosed in each measuring line 1, 2. The inlet opening 7 and an outlet opening 8 are arranged at an angle to one another and lead to a closed pressure space 9, which is passed through a membrane on one side 10 is formed. in this case the membrane 10 is provided with an attached Seals provided cover 11 held.

Bei einer Geschaiindigkei-szunahme oder -abnahme erfolgt ebenso wie durch den auf beiae Meßpurkte wirkenden statischen Druck eine Grundauslenkung der Membran 10 in den Membrandruckdosen 6. Bei Wellenbewegungen oder durch Orb italbewegunger entwickelt sich aufgrund des I)ruckstoßes eine dynamische Kraft und es erfolgt eine Auslenkung der Membrea 10. Hierbei erfolg; eine Volusenzus nahme des Pruckraumes und dami eine wesentliche Kompensierung des Druckstoßes.In the event of an increase or decrease in activity, the same applies as due to the static pressure acting on both measuring points, a basic deflection of the Diaphragm 10 in the diaphragm pressure cells 6. In the event of wave movements or orbital movements a dynamic force develops due to the I) recoil and a Deflection the membrane 10. Here success; a volume increase of the pressure chamber and thus an essential compensation of the pressure surge.

Bei der Ausbildung geriäß Fig. 3 ist nur eine Membrandruckdese 12 für beide Meßleitungen 1,2 ange ordnet, wobei die getrennten Druckräume 13 und 14 durch eine Membran 15 getrennt sind und jeweils entspreche.-.de Eintritt;s- und Austrittsöffnungen 7 bzw. 8 al.fweisen. Durch die Membran 15 zwischen den Druckrumen 13 unc. 14, die in die statische und dynamiache Meßleitung 1 und 2 eingeschaltet sind, werden auftretende Druckstöße, die entweder in der statischen oder dynamischen Meßleitung 1 oder 2 auftreten, eben-falls aufgrund des zwnehmenden Volumens des Druckraumes 12 bzw. 13 im wesentlichen kompensiert. Hierbei wird der Druck stoß über die Membran 15 jeweils in die andere Meßleitung 1 oder 2 übertragen. Da der Druck über den offenen Eintritt dort nicht sofort abgebaut wird, wirkt dieser Druck auch auf die Membran zur Aussteuerung des Differenzdruckmeßgerätes 4. Es stellt sich aufgrund des Druckstoßes in einem System und der Druckerhöhung im anderen System ein Differenzdruck von nahezu Null ein, so daß keine Zeigerschwankungen im Meßgerät 4 auftreten können.In the embodiment shown in FIG. 3, there is only one diaphragm pressure nozzle 12 for both measuring lines 1,2 is arranged, with the separate pressure chambers 13 and 14 are separated by a membrane 15 and each correspond.-.de entry; s- and Allocate outlet openings 7 and 8 respectively. Through the membrane 15 between the pressure spaces 13 unc. 14, which are switched into the static and dynamic measuring lines 1 and 2 are occurring pressure surges, either in the static or dynamic Measuring line 1 or 2 occur, also due to the increasing volume of the Pressure chamber 12 or 13 substantially compensated. Here the pressure is rushing Transferred via the membrane 15 to the other measuring line 1 or 2 in each case. Since the Pressure is not immediately relieved via the open inlet there, this pressure acts also on the membrane for modulating the differential pressure measuring device 4. It sets due to the pressure surge in one system and the pressure increase in the other system a differential pressure of almost zero, so that no pointer fluctuations in the measuring device 4 can occur.

Eine langsame Druckerhöhung im dynamischen System durch eine Geschwindigkeitserhöhung wirkt sich zwar über die Membran 15 im statischen System aus, aber durch die relativ langsame Druckerhöhung baut sich der auf das statische System übertragene Druck über die Eintrittsöffnung ab.A slow increase in pressure in the dynamic system through an increase in speed acts through the membrane 15 in the static system, but through the relative The pressure transferred to the static system builds up as the pressure increases slowly via the inlet opening.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Device for pressure measuring systems 9 in particular differential pressure speed: measuring systems of ships with one measuring line each for static and dynamic pressure, the measuring lines being connected to a differential pressure meter, thereby marked that each measuring line (1,2) is routed through a diaphragm pressure cell, the pressure chamber (9 or 13, 14) of the diaphragm pressure cell (6 or 12) through a Membrane (10 or 15) is limited.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressure spaces (13,14) of the diaphragm pressure cells (12) combined into a unit in the measuring lines (1,2) and the individual pressure chambers (13, 14) separated in this way by a common membrane (15) are that on one side of the membrane (15) the static pressure and on the other The dynamic pressure is pending.