DE3038815C2

DE3038815C2 - Sonde für ein Strömungsgeschwindigkeits-Meßgerät

Info

Publication number: DE3038815C2
Application number: DE3038815A
Authority: DE
Inventors: Toru Yokosuka Kita; Hiroshi Yokohama Kobayashi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-10-17
Filing date: 1980-10-14
Publication date: 1984-07-26
Also published as: US4326422A; JPS5657912A; GB2061511A; DE3038815A1; GB2061511B; JPS601566B2

Description

so

Die Erfindung betrifft eine Sonde für ein Strömungsgeschwindigkeits-Meßgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Sonde dieser Art (DE-OS 04 269) sind der erste Schlitz als Durchgangsloch und der zweite Schlitz als in diesem Durchgangsloch mündendes Sackloch ausgebildet Der in diesem Sackloch aufgenommene Fühler soll einen »Heißleiter« umfassen, der über elektrische Leitungen mit einer Anzeigeschaltung verbunden sein soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sonde der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, bei welcher die elektrische Verbindung zum Fühler hinsichtlich Herstellbarkeit, Aufbau und Montage vereinfacht ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1.

Bei der Sonde nach der Erfindung bilden die Stifte,

um welche der Hitzdraht gewunden ist, mit ihren äußeren Enden gleichzeitig die elektrischen Anschlußelemente, so daß eine einfach herstellbare, montierbare und austauschbare Einheit gebildet ist Aufgrund der Nutzung der Stifte nicht nur als Hitzdrahtträger sondern auch als Anschlußelemente erübrigen sich Aufnahmekanäle für die elektrischen Leitungsdrähte im wirbelbildenden Körper.

Vorteilhaft sind die Stifte an ihren unteren Abschnitten zur Isolierung vom Hitzdraht durch Isoliermaterial beschichtet

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine bekannte Sonde eines Strömungsgeschwindigkeits-Meßgerätes, bei welchem die Theorie der »Karmaij'schen Wirbelstraßen« praktisch angewendet ist, wobei die Sonde in einem Strönningskana! für das Strömungsmedium, dessen Geschwindigkeit gemessen werden soll, angeordnet ist;

F i g. 2 in einer Schnittansicht ähnlich F i g. 1 eine verbesserte Sonde gemäß der Erfindung;

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie IH-(II in F i g. 2;

Fig.4 und 5 Stirn- und Seitenansicht eines Wirbel-Fühlers einer abgehandelten Sonde gemäß der Erfindung und

Fig.6 einen Schnitt durch die abgewandelte Sonde, in welche der Wirbel-Detektor nach F i g. 4 und 5 eingebaut ist

F i g. 1 zeigt im Querschnitt eine Sonde des bekannten Meßgerätes. Die Sonde erstreckt sich quer über einen Strömungskanal 10, durch welchen ein zu messendes Strömungsmedium strömt Die gezeigte Sonde weist einen wirbelerzeugenden Körper 12 auf, der in dem Strömungskanal 10 senkrecht zur Strömung liegt Der Körper 12 hat einen Schlitz 14, der sich durch diesen im wesentlichen senkrecht zur Strcjnungsrichtung erstreckt

Im mittleren Abschnitt des Schlitzes 14 ist ein Wirbel-Fühler angeordnet Der Wirbel-Fühler umfaßt ein paar im Abstand angeordnete Stützstege 16a und 166 aus elektrisch isolierendem Werkstoff, wobei diese Stützstege fest zwischen zwei Endstücken 18a und iSb βμβ elektrisch leitendem Material gepackt sind. Ein Hitzdraht 20, d.h. ein blanker Draht mit einem geeigneten elektrischen Widerstand, ist um die Stützstege 16 a und 16Zj gewunden und mit seinen beiden Enden an den Endstükken 18a und ISb befestigt Zwei Leitungsdrähte 22a und 22b erstrecken sich von den Endstücken 18a und 18b zu einer bekannten Auswerteschaltung, mit der vom Hitzdraht 20 übermittelte Signale in praktisch nutzbare Informationssignale umgewandelt werden können. Mit der Bezugszahl 24 ist ein Verbinder zum lösbaren Verbinden der Sonde mit dem Strömungskanal 10 bezeichnet

Im Betrieb wird der Hitzdraht 20 von einer elektrischen Stromquelle (nicht gezeigt) mit Strom versorgt und dadurch aufgeheizt Durch die Strömung des Strömungsmediums in dem Strömungskanal 10 wird der so aufgeheizte Draht 20 in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmediums gekühlt, welches aufgrund der Wirbelablösung, die periodisch zuerst auf der einen Seite des Körpers 12 und dann auf der anderen Seite stattfindet, alternierend durch den Schlitz 14 strömt Die Kühlung des Hitzdrahtes 20 senkt seinen elektrischen Widerstand, was zu einem Span-

nungsabfall darin führt Die so erzielte Spannungsänderung im Hitzdraht 20 wird durch die Auswerteeinheit in praktisch brauchbare Informationssignale umgewandelt, welche die Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmediums in dem Strömungskanal 10 repräsentieren.

Bei der oben beschriebenen bekannten Sonde wird jedoch die elektrische Vei bindung zwischen dem Hitzdraht 20 und der Auswerteeinheit (nicht gezeigt) mittels der Endstücke 18a und 186 hergestellt, die im wirbelerzeugenden Körper 12 eingebettet sind, sowie durch die Leitungsdrähte 22a und 226, von denen jeder mit einem Abschnitt den Körper 12 durchbohrt Eine solche elektrische Verbindung verursacht nicht nur eine aufwendige Konstruktion sondern auch eine schlechte Herstellbarkeit der Sonde.

Gemäß der F i g. 2 und 3 ist eine verbesserte Sonde gemäß der Erfindung in dem Strömungskanal ^angeordnet Die Sonde weist einen wirbelerzeugenden Körper 26 auf, der den Strömungskanal 10 quer und senkrecht zur Strömung des Strömungsmediums durchsetzt Der wirbelerzeugende Körper 26 hat einen horizontalen (oder ersten) Schlitz 28, der durch diesen hindurch senkrecht zur Strömungsrichtung des im Kanal 10 strömenden Mediums verläuft Wie aus F i g. 2 erkennbar ist weist der wirbelerzeugende Körper 26 ferner in seinem oberen Abschnitt einen vertikalen (oder zweiten) Schütz 30 auf, der sich von der Oberfläche des Körpers 26 zum oberen Ende des horizontalen Schlitzes 28 erstreckt und in diesen eintaucht Der vertikale Schlitz 30 mündet in den mittleren Abschnitt des horizontalen Schlitzes 28. Wie in F i g. 3 zu erkennen ist, ist der mittlere Abschnitt des horizontalen Schlitzes 20 geringfügig erweitert

Im vertikalen Schlitz 30 ist fest ein Stopfen 32 eingesetzt, der aus elektrisch isolierendem Werkstoff wie einem isolierenden Kunststoff o. dgL hergestellt ist Ein Paar im Abstand angeordnete metallene Stifte 34a, 346 z. B. aus Nickel sind durch Durchgangslöcher (keine Bezugszeicher) in dem Stopfen 32 so gesteckt, daß die oberen Abschnitte der Stifte 34a und 34b ausreichend vom oberen Ende des wirbelerzeugenden Körpers 26 wegstehen und die unteren Abschnitte der Stifte in den erweiterten Abschnitt des horizontalen Schlitzes 28 hineinragen. $ie aus F i g. 3 zu erkennen ist, sind die metallenen Stifte 34a und 346 in dem Schlitz 28 mit ausreichendem Abstand voneinander angeordnet, um die alternierende Strömung durch den Schlitz 28 nicht zu stören. Wenn der wirbelerzeugende Körper 26 aus einem elektrisch leitenden Material besteht, muß Vorsorge dafür getroffen werden, daß er mit den metallenen Stiften 34* und 34b nicht über den Körper 26 Kontakt bekommt Vorzugsweise sind die Stifte 34a und 346 mit Querschnittsvergrößerungen 34a-1 und 346-1 an in den Stopfen 32 eingekitteten Stellen versehen, um eine feste Verbindung zwischen den Stiften 34a, 34b und dem Stopfen 32 zu gewährleisten. Die unteren Abschnitte der Stifte 34a und 34b, & h. die in den horizontalen Schlitz 28 hineinragenden Abschnitte, sind mit elektrisch isolierendem Material 19 beschichtet Ein Hitzdraht 20 ist um das isolierende Beschichtungsmaterial der unteren Abschnitte der Stifte 34a und 346 gewunden. Ein Ende des Hitzdrahtes 20 ist mit dem Stift 34a und das andere Ende des Hitzdrahtes mit dem anderen Stift 346 verschweißt, so daß die Stifte 34a und 346 als Anschlußelemente dienen können.

Zur Herstellung der Sonde nach der Erfindung werden die folgenden Arbeitsschritte vorgenommen.

Zuerst werden die beiden metallenen Stifte 34a und 346 mit den entsprechenden Querschnittsvergrößerungen 34a-l und 346-1 versehen. Durch Anwendung einer Kunststoff-Formtechnik wird der vorgeformte Stopfen 32 durch Einbetten der Stiftabschnitte mit den Qüerschnittsvergrößerungen 34a-l und 346-1 präpariert Nachdem die unteren Abschnitte der Stifte 34a und 346 mit elektrisch isolierendem Material 19 beschichtet sind, wird ein Ende des Hitzdrahtes 20 an einen Abschnitt des

ίο Stiftes 34a geschweißt, an welchem das Isoliermaterial 19 noch nicht aufgebracht ist Durch Drehen des Stopfens 32 um seine Achse wird der Hitzdraht 20 um die unteren Abschnitte der Stifte 34a und 346 mit konstanter Steigung herumgewunden. Dann wird das andere Ende des Hitzdrahtes 20 an einen Abschnitt des anderen Stiftes 346 angeschweißt wo das isolierende Material noch nicht aufgebracht ist Wenn erwünscht, kann nach Abschluß dieser Arbeitsschritte Isoliermaterial 19 auf die unteren Abschnitte der Stifte 34a und 346 zusätzlich aufgebracht werden, um ein Fixieren des Hitzdrahtes 20 an den Stiften 34a und 346 zu gewährleisten. Die montierte Sonde umfaßt den Stopfen 32, die l.ietallenen Stifte 34a, 346 und den Hitzdraht 20 und wird am wirbelerzeugenden Körper 26 durch Einsetzen des Stopf ons 32 in den vertikalen Schlitz 30 mit Paßsitz montiert

In de« F i g. 4, 5 und 6 ist eine alternative Sonde gemäß der Erfindung gezeigt, wobei in der Zeichnung ähnliche Teile zu Teilen aus F i g. 2 und 3 mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Bei dieser alternativen Sonde haben die oberen Abschnitte der metallenen Stifte 34a und 346 unterschiedliche Längen, und der Stopfen 32 ist mit größeren und kleineren Abschnitten gestaltet Der vertikale Schlitz 30 des wirbelerzeugenden Körpers 26 ist mit einem abgesetzten Teil zur Anpassung an die Gestalt des Stopfens 32 versehen. Mit Stiften 34a und 346 unterschiedlicher Länge läßt sich ein Aufstekken eines VerLinders (nicht gezeigt) auf die Stifte im Vergleich zur Sonde nach den F i g. 2 und 3 erleichtern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Sonde für ein Strömungsgeschwindigkeits-Meßgerät mit einem wirbelerzeugenden Körper (26), der im wesentlichen unter einem rechten Winkel zur Strömungsrichtung eines Strömungsmediums quer über den Strom des Strömungsmediums angeordnet ist und einen ersten Schlitz (28) aufweist, der im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des Strömungsmediums verläuft, sowie einen zweiten Schlitz (30), der vom Oberteil des Körpers ausgeht und sich zum mittleren Abschnitt des ersten Schlitzes hin öffnet und diesen durchsetzt, wobei in dem zweiten Schlitz ein thermoelektrischer Fühler (20) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß

in dem zweiten Schlitz (30) ein elektrisch isolierender Stopfen (32) mit zwei Durchgangslöchern dicht angeordne^ist, zwei rnetaifene Stifte (34a, 3Ab) durch die beiden Durchgangslöcher des Stopfens so hindurchgesteckt sind, daß ihre oberen Abschnitte hinreichend aus dem Stopfen hervorragen und ihre unteren Abschnitte in den mittleren Bereich des ersten Schlitzes hineinreichen,

ein Hitzdraht (20) um die unteren Abschnitte der Stifte gewunden ist, wobei das eine Ende des Hitzdrahtes mit dem einen Stift und das andere Ende des Hitzdrahtes mit dem anderen Stift verbunden ist, und

Mittel (19) zum elektrischen Isolieren des Hitzdrahtes von de» metallenen Stiften mit Ausnahme derjenigen Stiftabschiiitte vorgesehen sind, an denen die Enden des Hitzdrahtes angeschlossen sind.

2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abschnitt des ersten Schlitzes dort erweitert ist, wo die unteren Abschnitte der metallenen Stifte (34a, 34b) angeordnet sind.

3. Sonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stift in seinem in dem Stopfen eingebetteten Abschnitt eine Querschnittsvergröß*:- rung (34a-l, 34&-1) aufweist

4. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Abschnitte der metallenen Stifte unterschiedliche Länge haben.