DE3241988A1 - FLOWMETER WITH KARMAN'SCHER VERBELSTRASSE - Google Patents

FLOWMETER WITH KARMAN'SCHER VERBELSTRASSE

Info

Publication number
DE3241988A1
DE3241988A1 DE19823241988 DE3241988A DE3241988A1 DE 3241988 A1 DE3241988 A1 DE 3241988A1 DE 19823241988 DE19823241988 DE 19823241988 DE 3241988 A DE3241988 A DE 3241988A DE 3241988 A1 DE3241988 A1 DE 3241988A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flow meter
vibrator
meter according
vortex
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19823241988
Other languages
German (de)
Other versions
DE3241988C2 (en
Inventor
Noriomi Dipl.-Ing. Kawasaki Kanagawa Miyoshi
Mutsumi Dipl.-Ing. Musashino Tokyo Nagumo
Michihiko Sagamihara Kanagawa Tsuruoka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP56179072A external-priority patent/JPS5880525A/en
Priority claimed from JP56179071A external-priority patent/JPS5880524A/en
Priority claimed from JP56179070A external-priority patent/JPS5880523A/en
Priority claimed from JP57066331A external-priority patent/JPS58184512A/en
Priority claimed from JP57066330A external-priority patent/JPS58184511A/en
Priority claimed from JP57102676A external-priority patent/JPS58219416A/en
Priority claimed from JP8936482U external-priority patent/JPS58191522U/en
Priority claimed from JP57102673A external-priority patent/JPS58218617A/en
Priority claimed from JP57102675A external-priority patent/JPS58219415A/en
Priority claimed from JP57102677A external-priority patent/JPS58219417A/en
Priority claimed from JP57102674A external-priority patent/JPS58219414A/en
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Publication of DE3241988A1 publication Critical patent/DE3241988A1/en
Publication of DE3241988C2 publication Critical patent/DE3241988C2/de
Application granted granted Critical
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/3209Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices
    • G01F1/3218Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices bluff body design
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/185Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a vortex flow sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/46Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/48Arrangement of air sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/325Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
    • G01F1/3259Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

• ·· β• ·· β

FUJI ELECTRIC CO., LTD.
Kawasaki / Japan
FUJI ELECTRIC CO., LTD.
Kawasaki / Japan

Mein Zeichen VPA 81 P 8611 DEMy reference is VPA 81 P 8611 DE

Durchflußmesser mit Karman*scher WirbelstraßeFlow meter with Karman's vortex street

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchflußmesser mit Karman'scher Wirbelstraße gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. ■ ■ · . The invention relates to a flow meter with Karman's vortex street according to the preamble of claim 1. ■ ■ ·.

Bei einem bekannten Durchflußraesser dieser Art (japanische Patentanmeldung 90813/1981) weist der in Strömüngsrichtung erste Pfeiler einen dreieckförmigen Querschnitt auf, und der dahinterliegende Pfeiler ist als Platte gestaltet. Insbesondere durch die Gestaltung des hinteren Pfeilers ist aufgrund des relativ großen Strömungswiderstandes eine Messung bei geringen Durchflußgeschwindigkeiten schwierig. Darüberhi.naus werden in solch einer Konstruktion die Wirbel in Stromrichtung hinter den Pfeilern erfaßt, wodurch eine genaue Erfassung der Wirbel schwierig ist. Eventuell auftretende Pulsierungen im Rohr, Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit oder des Drucks sind hier Anlaß für Störungen. Im allgemeinen haben Durchflußmesser dieser Art noch den Nachteil, daß die Erzeugung der Wirbel instabil ist und bei geringem Durchfluß relativ schwache Wirbel erzeugt werden, was eine genaue Messung schwierig macht.In a known flow meter of this type (Japanese Patent application 90813/1981), the first pillar in the direction of flow has a triangular cross-section, and the The pillar behind is designed as a plate. In particular, due to the design of the rear pillar The relatively high flow resistance makes it difficult to measure at low flow rates. Furthermore In such a construction, the eddies in the direction of the current behind the pillars are recorded, thereby providing an accurate Capturing the vertebrae is difficult. Possibly occurring pulsations in the pipe, changes in the flow velocity or the pressure are cause for disturbances here. In general, flow meters of this type still have the disadvantage that the Generation of the vortex is unstable and relatively weak vortices are generated at low flow rates, which is an accurate Makes measurement difficult.

Darüberhinaus ist auch noch ein Durchflußmesser bekannt, bei dem ein Pfeiler einen im wesentlichen gleichschenkligen dreieckigen Querschnitt aufweist und so angeordnet ist, daß,die Grundlinie des Dreiecks quer zur Flußrichtung verläuft und somit Wirbel über einen relativ weiten Bereich der Durchflußgeschwindigkeit erzeugt werden können. Hierbei besteht jedoch der Nachteil, daß.durch den Pfeiler ein großer Druckverlust auftritt, weil die Fläche, die dem Fluß entgegengesetzt ist, flach ist.In addition, a flow meter is also known at one pillar is a substantially isosceles triangular one Has cross-section and is arranged so that the base line of the triangle is transverse to the direction of flow and thus vortices can be generated over a relatively wide range of flow rates. Here, however, exists the disadvantage that there is a great loss of pressure due to the pier occurs because the face opposite the flow is flat.

Ag 3 Sz / 09.11.1982Ag 3 Sz / 09.11.1982

.- 2 - VPA 81 P 8611 DE .- 2 - VPA 81 P 8611 DE

Darüberhinaus ist ein anderer Durchflußmesser bekannt, bei dem ein Pfeiler einen im wesentlichen gleichschenkligen trapezförmigen Querschnitt aufweist und so angeordnet ist/ daß die Grundfläche vertikal zur Flußrichtung steht und damit 5· Wirbel über einen relativ, großen Bereich der Durchflußgeschwindigkeit erzeugt werden«. Ein Machteil besteht auch hier darin, daß ein großer Druckverlust erfolgt, weil die Oberfläche, die dem Fluß entgegensteht, flach ist«, Bei einem anderen bekannten Wirbelgenerator sind eine große Anzahl von Pfeilern hintereinander in Flußrichtung in regulären Abständen angeordnet. Diese Konstruktion ist jedoch durch den großen konstruktiven Aufwand und die großen Herstellungskosten nachteilig» In addition, another flow meter is known at one pillar has a substantially isosceles trapezoidal shape Has cross-section and is arranged / that the base is vertical to the direction of flow and thus 5 · Vortex over a relatively large range of flow rates be generated". A disadvantage here is that there is a great loss of pressure because the surface, which is opposite to the river, is flat «, with another known vortex generators are a large number of pillars arranged one behind the other in the direction of flow at regular intervals. This construction is, however, by the great constructive Effort and the high production costs disadvantageous »

Zunächst werden allgemeine Probleme eines Wirbeldetektors erläutert. Im allgemeinen sind bei einem Durchflußmesser der genannten Art die in der Karman'schen Wirbelstraße produzierten Wirbel hinter dem Pfeiler oder den Pfeilern bei geringen .Durchflußgeschwindigkeiten sehr schwach. Somit ist ein Detektor mit hoher Empfindlichkeit erforderlich» Anordnungen mit hoher Empfindlichkeit, z« B« Heizdraht- oder ültraschallraeßanordnungen haben den.Wachteil, daß mit ihnen kleine elektrische Analogsignale verstärkt werden müssen und so die Temperaturcharakteristik und die Stabilität des Detektors oder der Detektorschaltung beträchtlich die Meßgenauigkeit und den Meßbereich beeinflußt« Demgemäß müssen Detektoren, die für eine Messung bei geringen Durchflußgeschwindigkeiten gebraucht werden,, relativ unempfindlich gegenüber diesen Faktoren sein und müssen weiterhin eine hohe Empfindlichkeit aufweisen.First, general problems of a vortex detector will be explained. In general, a flow meter of the type mentioned is those produced in Karman's vortex street Vortex behind the pillar or pillars at low flow rates very weak. Thus is a detector with high sensitivity required »arrangements with high sensitivity, e.g.« heating wire or ultrasonic radiation arrangements have the disadvantage that with them small electrical Analog signals have to be amplified and so do the temperature characteristics and the stability of the detector or the detector circuit considerably influences the measuring accuracy and the measuring range «Accordingly, detectors, which are needed for a measurement at low flow rates, relatively insensitive to these Be factors and must continue to have high sensitivity.

Eine bekannte Anordnung, bei der eine Vibrationsplatte eines Wirbeldetektors durch die Mirbeldrücke verbogen wird und die eine vereinfachte Signalverarbeitung aufweist, ist aus dem japanischen Gebrauchsmuster Ir«, 21501/1971 bekannt. Hier istA known arrangement in which a vibration plate of a vortex detector is bent by the mirble pressures and the has a simplified signal processing is known from the Japanese utility model Ir «, 21501/1971. Here is

λθ· λθ ·

- 2 - VPA 81 P 8611 DE - 2 - VPA 81 P 8611 DE

eine Vibrationskammer mit einem Wirbelgenerator vorhanden, und es ist ein Vibrator mit einem plattenförmigen Boden an der Wand dieser Kammer mit einem Ende befestigt. Die Geschwindigkeit oder die Menge des Durchflusses wird von der Vibrationsfrequenz des Vibrators abgeleitet. Dieser bekannte Apparat hat insofern Vorteile, als daß er einfach konstruiert ist, da Druckänderungen aufgrund der Wirbel direkt als eine Verbiegung oder als eine Kraft detektiert werden. Wie auch immer, für den Fall, daß der Vibrator Biegeschwingungen ausführt, können Fehlfunktionen aufgrund externer Schwingungen auftreten. Insbesondere, wenn die Durchflußgeschwindigkeit gering ist und somit die Druckänderungen, hervorgerufen durch die Wirbel, auch klein sind, ist es unmöglich, die Schwingungen aufgrund der Wirbel von störenden externen Schwingungen zu unterscheiden, so daß eine genaue Detektion der Wirbelfrequenz undurchführbar ist.a vibration chamber with a vortex generator is present, and there is a vibrator with a plate-shaped bottom attached to the wall of this chamber with one end. The speed or amount of flow is determined by the Vibration frequency of the vibrator derived. This known apparatus has advantages in that it is simple in construction is because changes in pressure due to the eddies are directly detected as a deflection or as a force. As well as always, in the event that the vibrator performs bending vibrations, malfunctions due to external vibrations may occur appear. Especially when the flow rate is low and thus the pressure changes caused by the eddies, even small, it is impossible to absorb the vibrations due to the eddy from disturbing external vibrations differentiate, so that an accurate detection of the vortex frequency is impracticable.

Bei einem anderen konventionellen Wirbeldetektor weist der relativ empfindliche Wirbeldetektor ein vibrierendes Teil mit einer Platte aus leichtem Harz auf, das so befestigt ist, daß es sich um eine Zentrierbohrung drehen kann. Dieser Wirbeldetektor ist dadurch nachteilig, daß bei großen Durchflußgeschwindigkeiten und somit hohen Wirbeldrücken große Verbiegungen oder große Kräfte auf den Detektor einwirken, weil das Plattenteil proportional zum Wirbeldruck verbogen wird.In another conventional vortex detector, the relatively sensitive vortex detector on a vibrating part with a plate made of lightweight resin, which is attached so that it can rotate around a centering hole. This vortex detector is disadvantageous in that at high flow rates and thus high vortex pressures, large deflections or large forces act on the detector because the plate part is bent proportionally to the eddy pressure.

Zusammenfassend ist somit festzustellen daß es äußerst schwierig ist, Wirbel mit Genauigkeit zu detektieren, ohne den Detektor zu verletzen oder gar zu zerstören.In summary, it can be said that it is extremely it is difficult to detect eddies with accuracy without damaging or even destroying the detector.

' Ein weiteres Beispiel einer solchen Anordnung, bei der ein Plattenteil verbogen wird und dann diese Verbiegung oder Ver- ■ drehung detektiert wird, ist aus dem japanischen Patent 36933/1980 bekannt. Dieser Apparat ist dann geeignet, wenn ■■·...■■ Another example of such an arrangement, in which a plate part is bent and this bending or twisting is detected, is known from Japanese patent 36933/1980. This device is suitable if ■■ · ... ■■

-β -' VPA 81 P 8611 DE -β - ' VPA 81 P 8611 DE

die Durchflußgeschwindigkeit sehr hoch ist, er kann jedoch keine Wirbel detektieren, wenn die Durchflußgeschwindigkeit niedrig ist, weil hier störende Biege- oder sonstige Schwingungen des Plattenteils auftreten können» ■5the flow rate is very high, but it can Do not detect eddies when the flow rate is low because disturbing bending or other vibrations of the plate part can occur here » ■ 5

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußmesser mit einer Karmän'sehen Wirbe'istraße zu schaffen-, der einen Rirbelgenerator aufweist, welcher relativ starke und regelmäßige Wirbel auch bei geringer Durchflußgeschwindigkeit erzeugt und darüberhinaus einen geringen Druckverlust verursacht sowie wenig beeinflußbar ist durch äußere Einwirkungen oder durch Störungen im zu niesenden Medium»The invention is based on the object of a flow meter with a Karmansehen Wirbe'istraße to create that has a pulley generator, which is relatively strong and regular eddies even at low flow rates generated and also causes a slight pressure loss and is little influenced by external influences or through disturbances in the medium to be sneezed »

Zur Lösung dieser Aufgabe weist ein Druchflußmesser der eingangs genannten. Art Merkmale gemäß des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 auf.,To solve this problem, a flow meter has the type mentioned at the beginning. Type of characteristics according to the identifying part of claim 1.,

Ein Druchflußmesser gemäß der Erfindung weist im Unterschied zu den bekannten Anordnungen einen ersten Pfeiler mit gleichschenkilgem dreieckförmigen Querschnitt und einen zweiten Pfeiler mit gleichschenkligem trapezförmigen Querschnitt auf, die beide dieselben projektierten Breiten quer zur Flußrichtung haben und insgesamt als Fünfeck angeordnet sind, Sie weisen darüberhinaus optimale Ausmaße, basierend auf den Ergebnlssen von Experimenten, auf, wodurch der Druckverlust gering ist und die Charakteristikverbesserungen im Hinblick auf Linearität In einen weiten Meßbereich erreicht werden. Ferner weist die erfindungsgemäße Anordnung Im Unterschied zu den bekannten Anordnungen - mit Sensoren für die Wirbeldetektion In Strömungsrichtung hinter den Pfeilern - Öffnungen an gegenüberliegenden Seiten des zweiten Pfeilers auf, die Druckschwankungen, hervorgerufen durch Wirbel, leiten können und somit eine Detektion der Wirbel durch diese Öffnungen durchgeführt werden kanno Es ergibt sich somit, daß der neuartige" Durchflußmesser Mirbel mit einem guten Signalrausch-A flow meter according to the invention, in contrast to the known arrangements, has a first pillar with an isosceles triangular cross-section and a second pillar with an isosceles trapezoidal cross-section, both of which have the same projected widths across the direction of flow and are arranged as a pentagon, they also have optimal dimensions based on the results of experiments, whereby the pressure loss is small and the characteristic improvements in terms of linearity can be achieved in a wide measuring range. In contrast to the known arrangements - with sensors for vortex detection in the direction of flow behind the pillars - the arrangement according to the invention also has openings on opposite sides of the second pillar, which can guide pressure fluctuations caused by eddies and thus detection of the eddies through these openings can be carried out o It thus results that the new "flow meter Mirbel with a good signal noise

- ff - VPA 81 P 8611 DE. - ff - VPA 81 P 8611 DE.

verhältnis über einen weiten Bereich der Durchflußgeschwindigkeit detektieren kann, ohne durch störende Druckschwankungen, z. B. hervorgerufen durch Pulsierungen im Fluß, beeinflußt zu werden.
5
can detect ratio over a wide range of the flow rate without disturbing pressure fluctuations, z. B. caused by pulsations in the river to be influenced.
5

Mit den Unteransprüchen 2 und 3 sind vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Durchflußmessers mit optimaler Bemessung der Pfeiler zur Wirbelerzeugung angegeben.With the dependent claims 2 and 3, advantageous embodiments of the flow meter according to the invention are optimal Dimensioning of the pillars for vortex generation specified.

Bei einer Ausführungsform des Durchflußmessers gemäß des Anspruchs 4 ist ein Wirbeldetektor vorhanden, der besonders geeignet ist, störende externe Schwingungen von den zu detektierenden Schwingungen, insbesondere bei geringen Durchflußgeschwindigkeiten zu unterscheiden. Bei dieser Ausführungsform ist ein Vibrator vorhanden, der durch die Wirbeldrücke zu Biegeschwingungen um ein festgehaltenes Ende angeregt wird. Dieser neuartige Vibrator befindet sich in einem Gleichgewichtszustand in der Nähe einer symmetrischen Bohrung durch den Massenschwerpunkt des Vibrators; er wird getragen durch die Spannbänder in der Bohrung,; wodurch eine Torsionsschwingung um den Schwerpunkt ermöglicht wird. Ferner ist eine mechanische Spannung auf die Spannbänder geführt, um Biegeschwingungen zu verhindern, wodurch dieser Vibrator durch externe Schwingungen unbeeinflußbar ist. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, weil hier ein großer Schwingungswiderstand vorhanden ist und eine Detektion von Wirbel mit großer Empfindlichkeit durchgeführt werden kann, ungeachtet der Tatsache, daß die Torsionsfederkonstante klein ist.In one embodiment of the flow meter according to the Claim 4 there is a vortex detector which is particularly suitable for removing disruptive external vibrations from those to be detected Vibrations, especially at low flow rates to distinguish. In this embodiment there is a vibrator which is activated by the eddy pressures excited to flexural vibrations around a held end will. This novel vibrator is in a state of equilibrium near a symmetrical bore by the center of gravity of the vibrator; it is carried by the tightening straps in the bore; causing torsional vibration around the center of gravity is made possible. In addition, a mechanical tension is applied to the tensioning straps To prevent bending vibrations, whereby this vibrator cannot be influenced by external vibrations. This embodiment is advantageous because there is a large oscillation resistance and a detection of eddies high sensitivity can be performed regardless of the fact that the torsion spring constant is small.

Gemäß weiterer Ausbildungen ist hier eine Kammer zur Umhüllung der Vibrationsplatte, die zu Torsionsschwingungen aufgrund der Wirbeldrücke angeregt wird, gebildet, welche außerdem durch die Vibrationsplatte in zwei im wesentlichen gleiche Teilräume geteilt ist. Einer dieser Teilräume ist nochmais symmetrisch geteilt in Bezug auf die Zentrierbohrung derAccording to further developments, here is a chamber for wrapping the vibration plate, which is due to torsional vibrations the vortex pressures is excited, which is also formed by the vibrating plate in two essentially equal Subspaces is divided. One of these sub-spaces is divided symmetrically in relation to the centering hole of the

32419833241983

- VPA 81 P 8611 DE - VPA 81 P 8611 DE

Vibrationsplatte» Die so gebildeten zwei Unterkammern sind mit Öffnungen zur Einführung der Druckschwankungen der Wirbeldrücke versehen,- die durch ihre Wände hindurchführen und die Torsionsschwingungen der Vibrationsplatte ermöglichen. Die Amplitude dieser Schwingungen ist begrenzt durch die der Vibrationsplatte gegenüberliegenden Wände, wodurch die Schwingungen unabhängig vom Wirbeldruck eine im wesentlichen gleiche ■ Amplitude haben.Vibration plate »The two sub-chambers thus formed are provided with openings for the introduction of the pressure fluctuations of the eddy pressures, - which pass through their walls and allow the torsional vibrations of the vibration plate. The amplitude of these vibrations is limited by that of the vibrating plate opposite walls, whereby the vibrations are essentially the same regardless of the eddy pressure Have amplitude.

Der erste Teilraum ist mit Elementen zur Detektion der Verbiegung der Vibrationsplatte versehen, wobei diese selbst den Teilraum, in dem die Wirbeldrücke transprotiert werden, von . dem dem Teilraum mit dem Vibrations-Verbiegungs- Detektor abschotten. Es ist somit erreicht, daß der Detektor kaum mit dem zu messenden Medium in Kontakt kommt, wodurch es möglich ist, Wirbel zu detektieren, ohne besondere Erfahrungen mit eventuellen Verunreinigungen zu haben. Ferner enthalten die die Verbiegung der Vibrationsplatte erfassenden Teile zwei optische Pfade, die zu dem ersten Teilraum hin offen sind und der Vibrationsplatte gegenüberliegen» Diese Anordnung mit einem lichtemittierenden und einem lichtempfangenen Teil ist an jeweils gegenüberliegenden Enden angeordnet, wobei durch die Torsionsschwingungen der Vibrationsplatte eine Änderung der Intensität des an der Vibrationsplatte reflektierten Lichts erfolgt. Das lichtempfangende Teil detektiert diese Intensitätsänderung als ein der Schwingung proportionales Signal. Diese neuartige Anordnung ist einfach zu konstruieren und kann Wirbel detektieren, ohne von elektromagnetischen Störungen beeinflußt zu »erden.The first sub-space is provided with elements for detecting the bending of the vibration plate, which itself is the Subspace in which the eddy pressures are transported from . that of the subspace with the vibration deflection detector seal off. It is thus achieved that the detector hardly comes into contact with the medium to be measured, which makes it possible is to detect eddies without having special experience with possible impurities. The the deflection of the vibration plate detecting parts two optical paths which are open to the first subspace and facing the vibrating plate »This arrangement with a light emitting and a light receiving part is arranged at opposite ends, with a change due to the torsional vibrations of the vibrating plate the intensity of the light reflected on the vibrating plate takes place. The light receiving part detects this Change in intensity as a signal proportional to the oscillation. This novel arrangement is simple to construct and can detect eddies without being influenced by electromagnetic interference.

Vorteilhafte Ausführungsformen dieser mit dem Anspruch k angegebenen Ausbildung des erfindungsgemäßen Durchflußmessers sind mit dem Ansprüchen 5 bis 12 angegeben. Insbesondere die · Ausführungsformen nach Anspruch 7 ermöglicht eine Durchflußmessung, die unempfindlich ist gegenüber Temperaturänderungen.Advantageous embodiments of this embodiment of the flow meter according to the invention specified in claim k are specified in claims 5 to 12. In particular, the embodiments according to claim 7 enable a flow measurement that is insensitive to temperature changes.

-/J - VPA 81 P 8611 DE - / J - VPA 81 P 8611 DE

Bei der Ausführungsforra gemäß des Anspruchs 12 wird in vorteilhafter Weise ein Vibrator angegeben, der trotz einer relativ geringen Federkonstante einen guten Widerstand gegenüber störenden externen Schwingungen aufweist. Hiermit kann die Empfindlichkeit bei der Detektion der Wirbel verbessert werden, weil die Spannbänder, die die Vibrationsplatte tragen, sich in einen' Gleichgewichtszustand befinden und somit Torsionsschwingungen erlauben, jedoch auf der anderen Seite vorgespannt sind durch Biegeschwingungen verhindert werden. ■In the Ausführungsforra according to claim 12 is advantageous Way, a vibrator specified, which despite a relatively low spring constant a good resistance to has disruptive external vibrations. This can improve the sensitivity in the detection of the eddies because the tensioning straps that carry the vibration plate are in a state of equilibrium and thus allow torsional vibrations, however, on the other Side prestressed are prevented by flexural vibrations. ■

Bei einer weiteren Ausführungsform des Durchflußmessers gemäß des Anspruchs 13 ist es möglich, eine besonders genaue Erfassung der Wirbel der Karmän1sehen Wirbelstraße über einen weiten Bereich der Durchflußgeschwindigkeit vorzunehmen. Durch die hier vorgeschlagene Verringerung der Resonanzfrequenz des Vibrators bzw. einer Anpassung der Resonanzfrequenz an die Charakteristik der Änderung der Wirbeldrücke, kann eine relativ große Verbiegung des Vibrators auch bei geringen Durchflußgeschwindigkeiten (bei geringen Wirbelfrequenzen) erreicht werden, wobei jedoch außergewöhnlich große Verbiegungen bei großen Durchflußgeschwindigkeiten (bei großen Wirbelfrequenzen) verhindert sind. Zur Vermeidung von Instabilitäten bei der Resonanzfrequenz des Vibrationssystems ist dies vorzugsweise in geeigneter Weise gedämpft. Hiermit kann daher eine im wesentlichen konstante Amplitude der Verbiegung über den ganzen Bereich der Wirbelfrequenzen erreicht werden. Ferner ist diese neuartige Anordnung insofern äußerst effektiv, als daß die Empfindlichkeit bei geringen Durchflußgeschwindigkeiten erhöht ist und gleichzeitig außergewöhnlich große Verbiegungen der Vibratorplatte bei großen Durchflußgeschwindigkeiten verhindert ist. Hiermit ist daher eine stabile Schwingung der Vibratorplatte gewährleistet und eine eventuelle Zerstörung der Anordnung verhindert.In a further embodiment of the flow meter according to claim 13, it is possible to make a particularly precise detection of the eddies of the Karmän 1 see vortex street over a wide range of the flow rate. By reducing the resonance frequency of the vibrator or adapting the resonance frequency to the characteristics of the change in the vortex pressures, a relatively large deflection of the vibrator can be achieved even at low flow rates (at low vortex frequencies), although exceptionally large deflections at high flow rates (at high eddy frequencies) are prevented. To avoid instabilities in the resonance frequency of the vibration system, this is preferably damped in a suitable manner. In this way, an essentially constant amplitude of the deflection can be achieved over the entire range of the vortex frequencies. Furthermore, this novel arrangement is extremely effective in that the sensitivity is increased at low flow rates while at the same time excessively large deflections of the vibrator plate at high flow rates are prevented. This ensures stable oscillation of the vibrator plate and prevents possible destruction of the arrangement.

· . ■·. ■

Φ 4Φ 4

1111th

- β - _ VPA 81 P 8611 DE - β - _ VPA 81 P 8611 DE

Eine vorteilhafte Ausbildung des Durchflußmessers nach Anspruch 13 ist mit dem Unteranspruch 14 angegeben.An advantageous design of the flow meter according to Claim 13 is indicated by dependent claim 14.

Mit dem Anspruch 15 ist eine Ausführungsvariante angegeben, bei der auch eine sichere Detektion der Karman1sehen Wirbel erreicht ist, wenn Einschwingprobleme der Vibrationsplatte auftreten. Die Spannbänder, die den Vibrator tragen, sind hier ebenfalls in geeigneter Weise gedämpft, wodurch auch wenn der Durchfluß sich abrupt ändert, keine Interferenzen zwischen den Wirbelfrequenzen und der Resonanzfrequenz des Vibrators auftreten. Dies erlaubt auch eine genaue Messung einer Durchflußänderung bei Einschwingvorgängen, was für den praktischen Gebrauch außerordentlich wichtig ist. Hierbei können auch gemäß einer weiteren Ausbildung die Kammern, die die Spannbänder einschließen, total mit Dämpfungsmaterial gefüllt sein, wodurch auch Biegeschwingungen der Spannbänder unterdrückbar sind» Störende Einflüsse aufgrund externer Schwingungen sind hierbei somit ebenfalls vermieden«Claim 15 specifies an embodiment variant in which a reliable detection of the Karman 1 see vortices is achieved when transient problems of the vibration plate occur. The tightening straps that carry the vibrator are also suitably damped here, so that even if the flow rate changes abruptly, no interference occurs between the eddy frequencies and the resonance frequency of the vibrator. This also allows a precise measurement of a change in flow during transient processes, which is extremely important for practical use. According to a further embodiment, the chambers that enclose the tensioning straps can be completely filled with damping material, so that bending vibrations of the tensioning straps can also be suppressed.

Geeignete Ausführungsformen der Anordnung nach Anspruch 15 sind mit den Unteransprüchen 16 bis 18 angegeben.Suitable embodiments of the arrangement according to claim 15 are specified with the dependent claims 16 to 18.

Bei einer weiteren Ausführungsform des. Durchflußmessers gemäß Anspruch 19 ist sichergestellt, daß Meßungenauigkeiten aufgrund einer Änderung in den lichtempfangenen Teilen nicht auftreten» Hierbei wird die durch die Wirbeldrücke hervorgerufene Vibration bzw. die Verbiegung mit optischen Elementen detektiert und dann das resultierende Ausgangssignal mit einer Gleichspannung verglichen, die durch Gleichrichtung des genannten Ausgangssignals erzeugt wird und dann in einer Integratorschaltung weiterverarbeitet wird«, Es ergibt sich hier, .daß sogar wenn die Gleichspannungskomponente des Ausgangs- : signals des Detektors sich ändert - zo B. aufgrund einer Änderung der optischen Komponenten -ein. Ausgangssignal erzeugt "wird, daß genau der Wirbelfrequenz entspricht. DieIn a further embodiment of the. Flow meter according to claim 19 it is ensured that measurement inaccuracies due to a change in the light receiving parts do not occur which is produced by rectifying said output signal and is then processed in an integrator circuit, "There is obtained here, .that even when the DC component of the output: signal of the detector changes - z o example, due to a change of the optical components - a. Output signal is generated "that corresponds exactly to the vortex frequency. The

- ? - VPA 81 P 8611 DE -? - VPA 81 P 8611 DE

Änderungen der optischen Komponenten können entweder durch Änderungen der lichtemittierenden oder lichterapfangenen teile bzw. durch Verunreinigungen in der Optik verursacht werden. Bei dieser beanspruchten Anordnung ist jedoch immer ein rechteckförmiges Ausgangssignal entsprechend der Wirbelfrequenz abnehmbar. Vorteilhaft ist dies deshalb, da der jeweilige Detektor leicht abgeglichen werden kann und frei von Verunreinigungen ist. Ferner kann, wenn die Wellenform des Ausgangssignals der Verbiegungs-Erfassungs-Einrichtung sich ändert,, der Unterschied zwischen dem Ausgangssignal und dem bereits erwähnten Gleichspannungssignäl verstärkt werden, wobei die Verstärkung automatisch entsprechend der Größe des Gleichspannungssignals geregelt wird. Somit kann eine Verminderung der Lichtintensität, hervorgerufen durch Verunreinigung in den optischen Teilen der elektrischen Schaltung kompensiert werden, was zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit der Anordnung führt.Changes to the optical components can be made by either Changes to the light-emitting or light-captured parts or caused by impurities in the optics will. In this claimed arrangement, however, there is always a square-wave output signal corresponding to the eddy frequency detachable. This is advantageous because the respective detector can be adjusted easily and freely of impurities is. Further, when the waveform of the output signal of the warpage detecting means changes, the difference between the output signal and the already mentioned DC voltage signal are amplified, whereby the gain is automatically regulated according to the magnitude of the DC voltage signal. Thus, there can be a reduction the light intensity caused by contamination in the optical parts of the electrical circuit which leads to an increase in the reliability of the arrangement.

Im Unteranspruch 20 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Anordnung nach Anspruch 19 angegeben.In dependent claim 20 is an advantageous embodiment of the Arrangement according to claim 19 specified.

Mit den Unteransprüchen 21 bis 24 sind vorteilhafte Anwendungen des erfindungsgemäßen Durchflußmessers mit einer Karman1 sehen Wirbe.lstraße insbesondere bei Automobilmotoren angegeben.With the subclaims 21 to 24 advantageous applications of the flow meter according to the invention with a Karman 1 see Wirbe.lstraße are specified, in particular in automobile engines.

Bei einer beispielhaften Anwendung bei Automobilmotoren kann insbesondere eine Messung der von der Verbrennungskraftmaschine angesaugten Luft durchgeführt werden. Eine Anordnung einer Ausführungsform des Durchflußmessers mit optischer Detektion in der Lufteinführungsleitung des Motors läßt jedoch ,die Gefahr entstehen, daß die optischen Teile bei langem Gebrauch verunreinigt werden, was zu einer Verminderung der Empfindlichkeit bei der Detektion der Wirbel führt. Weiterhin kann der Gebrauch eines Durchflußmessers im Zusammenhang mitIn an exemplary application in automobile engines in particular a measurement of the air sucked in by the internal combustion engine can be carried out. An arrangement an embodiment of the flow meter with optical detection in the air inlet line of the engine, however, leaves , there is a risk that the optical parts with prolonged use become contaminated, which leads to a reduction in the sensitivity in the detection of the eddies. Farther may be related to the use of a flow meter

- fu - VPA 81 P 8611 DE- fu - VPA 81 P 8611 DE

dem Motor eines Automobils unter Umständen durch Einflüsse aufgrund von ungeeigneten Temperaturen oder eletrischen Störungen im Motorraum behindert werden«, Bei einer bekannten Anordnung dieser Art (japanisches Gebrauchsmuster 28998/1980) wird eine Kühlung der elektrischen Schaltung mit der eingesaugten Luft vorgenommen,, um die Temperatureffekte zu beseitigen. Wie auch immer e kann hier, wenn wenig Luft (z. B» bei Stillstand des Motors) eingesaugt wird, der Kühleffekt stark vermindert werden, wodurch eventuell ein großer Temperaturanstieg zu verzeichnen ist, was die Zuverlässigkeit der elektrischen Schaltung vermindert» Ferner sind weitere Bauelemente zur Kompensation des Temperaturanstiegs außerordentlich kostspielig. the engine of an automobile may be hindered by influences due to unsuitable temperatures or electrical disturbances in the engine compartment to eliminate. Anyway e can here when little air (eg. B "when the motor) is drawn, the cooling effect can be greatly reduced, thus possibly a large temperature increase occurred, which" reduces the reliability of the electrical circuit Furthermore, additional components extremely expensive to compensate for the rise in temperature.

Bei einem weiteren bekannten Durchflußmesser (japanisches Gebrauchsmuster 28998/1980) ist eine Signalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung des detektierten Signals in einem Gehäuse in einer Zweigleitung zur Einführungsleitung untergebracht^ wodurch eine Kühlung der Schaltung mit der durch diese Zweigleitung fließenden Luft durchgeführt wird. Auch hier kann jedoch, wenn wenig Luft vom Motor angesaugt wird, der Signalverarbeitungsbaustein heißer werden, weil eine relativ geringe Menge Luft durch diese Zweigleitung fließt aufgrund des größeren Widerstandes beim Durchfluß als in der Einführungsleitung zum Motor»In another known flow meter (Japanese Utility model 28998/1980) is a signal processing circuit for processing the detected signal in one Housing housed in a branch line to the lead-in line ^ whereby the circuit is cooled with the air flowing through this branch line. Even here, however, if little air is sucked in by the engine, the signal processing module will get hotter because a relatively small amount of air flows through this branch line due to the greater resistance in the flow than in the inlet line to the motor »

Demgegenüber sind gemäß der mit deo.Anspruch 21 angegebenen Anordnung besondere Vorrichtungsmerkmale angegeben, mit denen eine Reinigung und Kühlung mit gesondert angesaugter Luft durchgeführt wird ο Bei der mit den Anspruch 22 gekennzeichneten Anordnung sind die elektrischen Schaltelemente derart untergebrachte daß Temperatur oder sonstige Einflüsse sich nicht störend auswirken« Hierzu werden die elektrischen Bausteine beispielsweise im Fahrerraum eines Automobils untergebracht»In contrast, according to the specified with deo.Anspruch 21 Arrangement of special device features specified, with which a cleaning and cooling with separately sucked in air is carried out ο in the case of the one characterized by claim 22 Arrangement, the electrical switching elements are housed in such a way that temperature or other influences do not have a disruptive effect «The electrical components are used for this purpose, for example in the driver's compartment of an automobile housed »

- ΑΛ - VPA 81 P 8611 DE- ΑΛ - VPA 81 P 8611 DE

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer Anwendung der Erfindung sind in den Ansprüchen 23 und 24 angegeben.Further advantageous embodiments of an application of the Invention are set out in claims 23 and 24.

Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Fig. 1 zeigt das Konstruktionsprinzip eines konventionellenThe invention is explained with reference to the figures. Fig. 1 shows the principle of construction of a conventional one

Durchflußmessers mit Karman1scher Wirbelstraße, Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Wirbeldetektors des Durchflüßmessers nach der Figur 1,Flow meter with Karman 1 shear vortex street, Fig. 2 shows a view of the vortex detector of the flow meter according to Figure 1,

Fig. 3 stellt einen Querschnitt eines bekannten Wirbelgenerators dar,Fig. 3 shows a cross section of a known vortex generator daring

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen WirbelgeneratorFig. 4 shows a cross section through a vortex generator

gemäß der vorliegenden Erfindung, Figuren 5 bis 10 sind Diagramme der Charakteristik des Wirbelgenerators nach Fig. 4, Fig. 11 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einesAccording to the present invention, Figs. 5 to 10 are characteristic diagrams of the The vortex generator of FIG. 4, FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a

Wirbeldetektors entlang der Strömungsrichtung, Fig. 12 ist eine Schnittansicht eines Vibrators, Fig. 13 zeigt einen Seitenaufriß eines Wirbeldetektors, Fig. 14 zeigt die Konstruktion eines Verbiegungs—Erfassungs-Sensors zur Erfassung der Durchbiegung des Vibrators,Vortex detector along the flow direction, Fig. 12 is a sectional view of a vibrator, Fig. 13 is a side elevational view of a vortex detector, Fig. 14 shows the construction of a warpage detection sensor to detect the deflection of the vibrator,

zusammen mit seiner Durchbiegungscharakteristik, Fig. 15 ist eine Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines Verbiegungs-Erfassungs-Sensors,along with its deflection characteristic, Fig. 15 is a view of another embodiment a deflection detection sensor,

Fig. 16 ist ein Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des Sensors mit Spannbändern, die durch eine Feder gedrückt werden,
Fig. 17 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt der wesentlichen Teile der Fig. 16,
Fig. 16 is a cross-section through an embodiment of the sensor with tensioning straps which are pressed by a spring,
Fig. 17 is an enlarged partial cross section of the essential parts of Fig. 16;

Fig. 18 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt eines Wirbeldetektors entlang der Strömungsrichtung, wobei lichtemittierende und lichtempfangene Elemente der Vibratorplatte gegenüberliegend angeordnet sind,Fig. 18 is an enlarged partial cross section of a vortex detector along the direction of flow, with light-emitting and light-receiving elements of the vibrator plate are arranged opposite one another,

- γΐ - VPA 81 P 8611 DE- γΐ - VPA 81 P 8611 DE

Fig» 19 ist ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung zur Weiterverarbeitung der empfangenen Signale.gemäß der Figo 18,19 is a circuit diagram of a circuit arrangement for further processing of the received signals the Figo 18,

Fig. 20 ist eine Ansicht zur Verdeutlichung der Konstruktion · eines Verbiegungs-Erfassungs-Sensors nach Fig« 18Fig. 20 is a view for explaining the construction A bending detection sensor according to FIG. 18

zusammen mit der Charakteristik dieses Sensors, Fig. 21 ist eine Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des Verbiegungs-Erfassungs-Sensors,together with the characteristics of this sensor, Fig. 21 is a view of another embodiment the deflection detection sensor,

Fig« 22 stellt die Hirkungscharakteristik eines Vibrators dar, Fig. 23 zeigt die Charakteristik eines Ausgangssignals desFig. 22 shows the operating characteristics of a vibrator, Fig. 23 shows the characteristic of an output of the

erfindungsgemäßen Durchflußmessers, Figuren 24 und' 25 zeigen schematisierte Darstellungen.eines Ausführungsbeispiels des Vibrators, bei dem Dämpfungsmaterial in der Mähe der Spannbänder angeordnet ist, Fig. 26 zeigt Diagramme mit Wellenformen der detektierten Wirbel,Flow meter according to the invention, FIGS. 24 and 25 show schematic representations Exemplary embodiment of the vibrator, in which the damping material is arranged in the vicinity of the tensioning straps, Fig. 26 shows diagrams with waveforms of the detected eddies,

Figuren 27 und 28 sind Schaltbilder eines. Ausführungsbeispiels einer Schaltungsanordnung zur Weiterverarbeitung der detektierten Signale, " - ■Figures 27 and 28 are circuit diagrams of a. Embodiment a circuit arrangement for further processing of the detected signals, "- ■

Fig. 29 zeigt eine Ansicht einer Anordnung eines Automobilmotors mit einem Wirbeldurchflußmesser,Fig. 29 is a view showing an arrangement of an automobile engine with a vortex flow meter,

Fig. 30 stellt ein besonderes Ausführungsbeispiel des Durchflußmessers nach der Fig„ 29 dar,Fig. 30 illustrates a particular embodiment of the flow meter according to FIG. 29,

Fig» 31 ist eine Ansicht zur Darstellung der Art und Weise, in welcher der Durchflußmesser im Automobil installiert ist,Fig. 31 is a view showing the manner in which in which the flow meter is installed in the automobile,

Fig. 32 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 31, Fig. 33 stellt eine Querschnittsdarstellung des Durchflußmessers nach FigQ 32 dar«,
· Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausfuhrungsformen eines Durchflußmessers mit Karmin'scher Mirbelstraße bteil en eine • Anordnung dar, die beispielsweise aus der japanischen Patentanmeldung 90813/1981 bekannt ist. In der Fig. 1 ist ein Rohr 1 darges'tellt, ferner ein Hirbelgenerator 2 zur Erzeugung einer
Fig. 32 shows a similar arrangement to Fig. 31, Fig. 33 illustrates a cross-sectional view of the flowmeter of Figure 32. Q '
· The embodiments of a flow meter with Karmin'scher Mirbelstrasse shown in FIGS. 1 and 2 are part of an arrangement which is known, for example, from Japanese patent application 90813/1981. In Fig. 1, a pipe 1 is Darges'tellt, also a vortex generator 2 for generating a

- Y5 - VPA 81 P 8611 DE - Y5 - VPA 81 P 8611 DE

Karman'schen Wirbelstraße, Öffnungen 3 und 31, einen Wirbeldetektor 4, optische Glasfiberleitungen 5 sowie eine Signalverarbeitungsschaltung 6 zur Weiterverarbeitung des detektierten Signals. Die genannte Wirbeldetektoranordnung ist durch die Teile 4 bis 6 gebildet. In der Fig. 2 ist ein Wirbeldetektor 4 mit einer Vibrationskammer 43 versehen, die einen im wesentlichen gleichschenkligen dreieckigen Querschnitt aufweist; ferner ist eine .Vibrationsplatte 44 vorhanden, die durch Wirbel in der Nähe des Wirbelgenerators 2 zum Vibrieren angeregt wird. Die Vibrationsplatte 44 ist ebenfalls in der Vibrationskammer. 43 angeordnet. Druckschwankungen, hervorgerufen durch Karmän'sche Wirbel, werden in die Vibrationskammer 43 durch Öffnungen 41 und 42 eingeführt. Die Signalverarbeitungsschaltung 6 weist ein licht- emittierendes Teil 6a, ein lichtempfangerides 6b und eine Wellenformbildungsschaltung 6c auf.Karman's vortex street, openings 3 and 3 1 , a vortex detector 4, optical fiber optic cables 5 and a signal processing circuit 6 for further processing of the detected signal. Said vortex detector arrangement is formed by parts 4 to 6. In FIG. 2, a vortex detector 4 is provided with a vibration chamber 43 which has a substantially isosceles triangular cross section; Furthermore, a .Vibrationsplatte 44 is present, which is excited by vortices in the vicinity of the vortex generator 2 to vibrate. The vibrating plate 44 is also in the vibrating chamber. 43 arranged. Pressure fluctuations caused by Karman vortices are introduced into the vibration chamber 43 through openings 41 and 42. The signal processing circuit 6 has a light emitting part 6a, a light receiving part 6b and a waveform forming circuit 6c.

Dieser aus dem Stand der Technik bekannte Durchflußmesser funktioniert derart, daß die Karman^sche Wirbelstraße im Nachbarbereich der gegenüberliegenden Seiten des Wirbelgenerators - angeordnet in der Röhre 1 - Wirbel generiert. Die durch die Wirbel hervorgerufenen Druckschwankungen werden durch die Öffnungen 3, 41 oder 42 zur Vibrationsplatte 44 geleitet und verbiegen diese entsprechend. Die Wirbel treten alternierend im Bereich der gegenüberliegenden Seiten des Wirbelgenerators 2 auf und verursachen daher eine Vibrations der Platte 44. Licht vom lichtaussendenden Teil 6a in der Signalverarbeitungshaltung 6 ist durch eine optische Glasfiberleitung 5a auf die Vibrationsplatte 44 geleitet und wird dort von der Oberfläche der Vibrationsplatte reflektiert. Sodann wird dieses Licht durch das lichtempfangende Teil 6b und durch -eine optische Glasfiberleitung 5b übertragen. Da die Kanten- flächen der optischen Glasfiberleitungen 5a und 5b gegenüberliegend - im wesentlichen' senkrecht - zur vibrierenden Oberfläche der Platte 44 angeordnet sind, ändert sich dieThis flow meter, known from the prior art, functions in such a way that the Karman vortex street in the neighboring area the opposite sides of the vortex generator - arranged in the tube 1 - vortex generated. The through the Pressure fluctuations caused by vortices are passed through the openings 3, 41 or 42 to the vibrating plate 44 and bend them accordingly. The vortices occur alternately in the area of the opposite sides of the vortex generator 2 and therefore cause the plate 44 to vibrate. Light from the light emitting part 6a in the signal processing rack 6 is through an optical fiber line 5a guided onto the vibrating plate 44 and is reflected there by the surface of the vibrating plate. Then will this light transmitted through the light receiving part 6b and through an optical fiber line 5b. Because the edge surfaces the optical fiber lines 5a and 5b opposite - Are arranged essentially 'perpendicular - to the vibrating surface of the plate 44, the changes

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

- 1Λ -. VPA 81 P 8611 DE- 1Λ -. VPA 81 P 8611 DE

Intensität des Lichts, die das empfangende Teil 6b empfängt, entsprechend der Durchbiegung der Vibrationsplatte 44« Somit empfängt das lichtempfangende Teil 6b ein Signal, das der Wechselwirkung der Vibrationsplatte 44 entspricht, wodurch eine Detektion der Vibrationsfrequenz der Wirbel ermöglicht ist«Intensity of the light that the receiving part 6b receives, corresponding to the deflection of the vibration plate 44 «Thus the light receiving part 6b receives a signal corresponding to the interaction of the vibrating plate 44, whereby enables detection of the vibration frequency of the eddy is"

Im allgemeinen haben Durchflußmesser dieser Art den Nachteil, daß die Erzeugung der Wirbel instabil ist und bei geringem Durchfluß relativ schwache Wirbel erzeugt werden, was eine genaue Messung schwierig macht»In general, flow meters of this type have the disadvantage that the generation of the eddies is unstable and low Flow relatively weak eddies can be generated, which makes an accurate measurement difficult »

Zunächst werden die Probleme, die im Zusammenhang mit einem Wirbelgenerator auftreten, diskutiert«, Fig. 3 zeigt schematisch ein Ausfuhrungsbeispiel eines aus dem Stand der Technik bekannten Durchflußmessers, bei dem zwei Pfeiler (Mirbelkörper) K1 und K2 in einem Raum entlang der Flußrichtung angeordnet sind« Der in Stroarichtung erste Pfeiler K1 weist zur Erzeugung von Wirbeln einen dreieckigen Querschnitt auf, und der zweite dahinter liegende Pfeiler K2 ist wie eine Platte gestaltete Der Pfeiler mit dreieckigem Querschnitt ist im wesentlichen den Stromlinien des durchfließenden Mediuffls angepaßt und ist daher vorteilhaft, weil er keinen großen Druckverlust verursacht. Wie auch immer, es ist ihm nicht möglich, Wirbel mit Leichtigkeit zu erzeugen, und somit ist insbesondere bei geringer Durchflußgeschwindigkeit eine Messung schwierig. Darüber hinaus werden in solch einer Konstruktion die Wirbel in Stromrichtung hinter den Pfeilern erfaßt und dementsprechend sind Pulsierungen in dem Rohr, Änderungen der Flußgeschwindigkeit oder c'es Drucks Anlaß für Störungen, wodurch eine genaue Erfassung der Wirbel -unmöglich ist.First are the problems that are related to a Vortex generator occur, discussed «, Fig. 3 shows schematically an exemplary embodiment from the prior art known flow meter, in which two pillars (Mirbelkörper) K1 and K2 in a room along are arranged in the direction of flow «The first in the direction of the river Pillar K1 has a triangular cross-section to generate vortices, and the second pillar K2 behind it is shaped like a plate The pillar with a triangular cross-section is essentially the streamlines of the flowing through Mediuffls adapted and is therefore advantageous because it does not cause a great loss of pressure. Anyway, it it is unable to generate eddies with ease, and thus is especially at low flow rates a measurement difficult. In addition, in such one construction detects the eddies in the direction of the current behind the pillars and accordingly there are pulsations in the Pipe, changes in flow rate or pressure Reason for disturbances, whereby an exact recording of the eddies is impossible.

In der Fig«, 4 ist ein erster Pfeiler 2a dargestellt, der einen im wesentlichen gleichschenkligen dreieckigen Quer-In the Fig «, 4 a first pillar 2a is shown, the an essentially isosceles triangular transverse

- *5 - VPA 81 P 8611 DE- * 5 - VPA 81 P 8611 DE

schnitt aufweist, und es ist ein zweiter Pfeiler 2b - in Strömungsrichtung dahinterliegend - angeordnet, der einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt hat. Diese Pfeiler sind so angeordnet, daß die Grundlinie des dreieckförmigen Querschnitts des ersten Pfeilers 2a und die Grundlinie des trapezförmigen Querschnitts des zweiten Pfeilers 2b parallel zueinander liegen und in einem vorgegebenen Abstand "1" in Flußrichtung angeordnet sind, wobei die Grundlinien senkrecht zur Flußrichtung stehen. Ferner ist die projektierte Breite des ersten Pfeilers 2a und des zweiten Pfeilers 2b (dl bzw. d2) im rechten Winkel zum Fluß gleich lang. Der dreieckförmige Querschnitt des ersten Pfeilers 2a hat einen vertikalen Winkel ^L und der trapezförmige Querschnitt hat eine Höhe "h". Die gleichen Seiten der Trapezform schließen einen Winkel (h ein. Die beschriebenen Größen sind in einer später beschriebenen Art und Weise geeignet festgelegt. Der zweite Pfeiler 2b ist mit Öffnungen 4a und 4a zur Hineinleitung der erzeugten Wirbel an gegenüberliegenden Seiten in der Nähe der axialen Kanten versehen.Has section, and there is a second pillar 2b - located behind it in the direction of flow - which has a substantially trapezoidal cross-section. These pillars are arranged so that the base line of the triangular cross section of the first pillar 2a and the base line of the trapezoidal cross section of the second pillar 2b are parallel to each other and are arranged at a predetermined distance "1" in the direction of flow, the base lines being perpendicular to the direction of flow. Furthermore, the projected width of the first pillar 2a and the second pillar 2b (dl or d2) at right angles to the river is the same length. The triangular cross-section of the first pillar 2a has a vertical angle ^ L and the trapezoidal cross-section has a height "h". The same sides of the trapezoidal shape enclose an angle (h . The sizes described are suitably set in a manner to be described later. The second pillar 2b is provided with openings 4a and 4a for introducing the generated eddies on opposite sides near the axial edges Mistake.

Die Ergebnisse von Experimenten bezüglich der Wirkung des Winkels «£ , des Winkels /S, der Höhe "h", des Abstands "ln und der Breiten d1 und d2 der Pfeiler sind besonders in Hinsicht auf die Erzeugung von Wirbeln und der Stabilität dieser Erzeugung im folgenden dargestellt.The results of experiments, the effect of the angle «£, the angle / S, the height" h ", the distance" l n and the widths d1 and d2 of the pillars with respect particularly with regard to the generation of vortices and the stability of these production shown below.

1) Wenn die beschriebene Breite des ersten Pfeilers im wesentlichen gleich der Breite des zweiten Pfeilers (dl = d2 = d) ist, dann werden Wirbel mit höchster Stabilität erzeugt, und sie können mit einem guten Signalrauschverhältnis detektiert werden.1) If the described width of the first pillar in essentially equal to the width of the second pillar (dl = d2 = d), then vortices are generated with the highest stability, and they can with a good signal-to-noise ratio can be detected.

2) Wenn der Winkelot des ersten Pfeilers 90° bis 120° beträgt, dann ist der Druckverlust am geringsten und die detektierten Wirbelwellenformen sind sehr stabil. Wenn der2) If the angle of the first pillar is 90 ° to 120 ° then the pressure loss is lowest and the vortex waveforms detected are very stable. If the

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

- Vb - VPA 81 P 8611 DE- Vb - VPA 81 P 8611 DE

Winkel β kleiner ist als der oben angegebene Bereich werden Störungen erzeugt, deren Frequenzkomponenten unter der Frequenz der Wirbel liegen» Für den Fall, daß der Winkel den beschriebenen Bereich überschreitet, werden ebenfalls Störungen erzeugt, und es ist ein großer Druckverlust zu erwarten«Angle β is smaller than the range given above, disturbances are generated whose frequency components are below the frequency of the eddy "In the event that the angle exceeds the range described, disturbances are also generated and a large pressure loss is to be expected"

3) Wenn die Höhe Mh" der gleichschenkligen Trapezform des zweiten Pfeilers nach der Beziehung gebildet ist h^d/2 und der Minkel β £■ 40° ist, ist es auch bei geringeren DurchflußgeschMindigkeiten möglich, Wirbel mit einer guten Linearität zu detektieren« Im einzelnen sind die Ergebnisse der Experimente durch die Darstellungen in den Figuren 5 und 6 verständlich gemacht, wobei β £> hQ° und h£0,5d sind; hierbei ist die Strouhal-Größe (= Wirbelfrequenz χ Breite / Durchflußgeschwindigkeit) im wesentlichen konstant ( < - 3 %■)■ und somit eine praktikable Charakteristik gegeben ist»3) If the height M h "of the isosceles trapezoidal shape of the second pillar is formed according to the relationship h ^ d / 2 and the Minkel β £ ■ 40 °, it is possible to detect eddies with good linearity even at lower flow rates« In detail, the results of the experiments are made understandable by the representations in FIGS. 5 and 6, where β £> hQ ° and h £ 0.5d; here the Strouhal size (= vortex frequency χ width / flow rate) is essentially constant (<- 3 % ■) ■ and thus a practicable characteristic is given »

4) Wenn der Abstand 1 zwischen den Pfeilern so gewählt ist, daß er eine Größe zwischen 0,2d und 0,3d aufweist, kann ein weiter Meßbereich und eine gute Linearität erreicht werden« Es wird gezeigt werden, daß für den Fall, wenn der Abstand in diesem bereich liegt, die Geschwindigkeit, bei der Wirbel detektiert werden, weiter verminderbar ist - wie in Fig. 7 gezeigt - und die Linearität bei hohen Durchflußgeschwindigkeiten verbessert wird - wie in Fig» 8 gezeigt -„4) If the distance 1 between the pillars is chosen so, that it has a size between 0.2d and 0.3d, a wide measuring range and good linearity can be achieved « It will be shown that for the case when the distance is in this range, the velocity at which the vortex occurs can be detected, can be further reduced - as shown in FIG. 7 - and the linearity at high flow rates is improved - as shown in Fig. 8 - "

Die Figuren 9 und 10 zeigen Beispiele von Charakteristiken eines Durchflußmessers, der nach den oben erwähnten Ergebnissen der Experimente gestaltet ist« Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Winkel«/, des ersten Pfeilers 90°, die Höhe h -ist d/3 und der Winkel β ist gleich 40® „ Es ist hierbei von Bedeutung, daß die Messung bei Luft mit athmosphärischen Druck ausgeführt worden ist« Fig.» 9 zeigt,, daß die Linerarität über einem Bereich von 1 bis 60 o/sec Durchflußgeschwin-FIGS. 9 and 10 show examples of characteristics of a flow meter designed according to the above-mentioned results of the experiments. "In this embodiment, the angle" /, of the first pillar is 90 °, the height h -act is d / 3 and the angle β is equal to 40® "It is important here that the measurement was carried out in air with atmospheric pressure" Fig. " 9 shows that the linearity over a range of 1 to 60 o / sec flow rate

- >7 - VPA 81 P 8611 DE-> 7 - VPA 81 P 8611 DE

digkeit kleiner als + 3 % gehalten werden kann, wodurch eine praktikable Charakteristik des Durchflußmessers erreicht ist. Die Kurve X nach der Fig. 10 zeigt, daß die Druckverlustcharakteristik eines Durchflußmessers, bei dem der zweite Pfeiler einen gleichschenkligen trapezförmigen Querschnitt aufweist und die Breiten (d1, d2) der Pfeiler gleich sind; demgegenüber zeigt die Kurve Y nach der Fig. 10 die Druckverlustcharakteristik eines Durchflußmessers nach der vorliegenden Erfindung. Es wird hierdurch ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung in grober Näherung die Halbierung des Druckverlustes ermöglicht.can be kept less than + 3 % , whereby a practicable characteristic of the flow meter is achieved. The curve X of FIG. 10 shows that the pressure loss characteristic of a flow meter in which the second pillar has an isosceles trapezoidal cross section and the widths (d1, d2) of the pillars are the same; In contrast, the curve Y of FIG. 10 shows the pressure loss characteristic of a flow meter according to the present invention. It can be seen from this that the present invention enables the pressure loss to be halved, as a rough approximation.

Im weiteren wird ein anderes Ausführungsbeispiel des Durchflußmessers mit Karmän1scher Wirbelstraße anhand der Figuren 11 bis 15 beschrieben.In further another embodiment of the flow meter with Karman vortex street 1 shear reference to the figures 11 will be described to 15 °.

In Fig. 11 ist ein Rohr 1, ein Wirbelgenerator 2 zur Erzeugung der Karmän'schen Wirbelstraße und ein Wirbeldetektor 4 dargestellt. Der Wirbelgenerator 2 ist unter Berücksichtigung der beispielsweise anhand der Fig. A beschriebenen Randbedingungen konstruiert. Der Wirbelgenerator 2 weist Schlitze 4a und 4b an gegenüberliegenden Seiten des zweiten Pfeilers 2b in der Nähe der axialen Enden zur Hindurchführung von Druckänderungen aufgrund von Wirbeln auf. In der Fig. 12 enthält ein Vibrator 8 eine dünne Metallplatte (ungefähr 20 Mikrometer) und eine Vibrationsplatte 9, auf welche die Druckschwankungen der Wirbel wirken. Ferner sind Spannbänder 10a und 10b vorhanden, welche die Platte 9 tragen, wobei die Platte 9 symmetrisch zu einer Bohrung durch den Schwerpunkt der Platte angeordnet ist, um Torsionsschwingungen der Platte zu ermöglichen; ein Verbindungsstück 11 bildet die festen En- -den der Spannbänder. Diese Teile sind aus einer Metallplatte geformt, die überall eine im wesentlichen gleiche. Dicke aufweist. Die Vibrationsplatte 9 befindet sich hinsichtlich ihrer Masse im Gleichgewicht relativ zur Mittelachse. Die11 shows a pipe 1, a vortex generator 2 for generating the Karman vortex street and a vortex detector 4. The vortex generator 2 is constructed taking into account the boundary conditions described, for example, with reference to FIG. The vortex generator 2 has slots 4a and 4b on opposite sides of the second pillar 2b near the axial ends for passing pressure changes due to vortices. In Fig. 12, a vibrator 8 includes a thin metal plate (about 20 micrometers) and a vibrating plate 9 on which the pressure fluctuations of the vortices act. Furthermore, tensioning straps 10a and 10b are provided which carry the plate 9, the plate 9 being arranged symmetrically to a bore through the center of gravity of the plate in order to allow torsional vibrations of the plate; a connecting piece 11 forms the fixed ends of the tensioning straps. These parts are formed from a metal plate which is essentially the same throughout. Having thickness. The vibration plate 9 is in equilibrium with respect to its mass relative to the central axis. the

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

- W - VPA 81 P 8611 DE- W - VPA 81 P 8611 DE

Spannbänder 10a und 10b sind so gestaltet, daß die Torsionsfederkonstante - definiert durch die Dimensionen der Bänder extrem niedrig ist, um eine angemessene winkelmäßige Verbiegung der Vibrationsplatte auch bei kleinen Änderungen des Wirbeldrucks zu ermöglichen, wodurch die Resonanzfrequenz so niedrig wie möglich istD Ausnehmungen 11a und 11b sind durch Ausstänzung gebildet« Mach der Fig» 11 enthält ein Gehäuse 12 den Vibrator 8, das wiederum eine untere Platte 13 und eine obere Platte 14 aufweist. Die Platten 13 und 14 sind mit Ausnehmungen versehen, die im wesentlichen gleich sind und gegenüberliegend angeordnet sind» Die Ausnehmungen korrespondieren hierbei mit der Bohrung des Vibrators 8. Bei einer Überlastung der unteren Platte 13 bzw. des Vibrators 8 und der oberen Platte 14 auf einem Flansch 15 des Wirbelgenerators 2 ist der Vibrator 8 hierbei abgestützt; gleichzeitig ist eine Vibrationskammer 16 und Kammern 17a und 17b zum Einschluß der Spannbänder gebildet« Die Vibrationskammer 16 ist nahezu zu gleichen Teilen in eine obere Teilkammer 26 und eine untere Teilkammer 19a, 19b durch die Vibrationsplatte 9 des Vibrators 8 geteilt. Die untere Teilkammer, gebildet durch die Vibrationsplatte 9 und die untere Platte 13? ist ebenfalls zu nahezu gleichen Teilen in Unterkammern 19a und 19b durch einen Vorsprung 18 geteilt, der auf der unteren Platte 13 gegenüber der Zentrierbohrung der Vibrationsplatte 9 angeordnet ist» Die Unterkammern 19a und 19b kommunizieren mit den Schlitzen 4a und 4b des Wirbelgenerators 2 durch Verbindungslöcher 20a bzw» 20b« Der Vorsprung 18 verhindert eine Zirkulation des zu messenden Mediums zwischen den Unterkammern 19a und 19b, wodurch eine Übertragung der Wirbeldruckänderungen vom Schlitz 4a oder 4b zur Vibrationsplatte 9 ohne Verluste möglich ist»Tensioning straps 10a and 10b are designed so that the torsion spring constant - defined by the dimensions of the straps is extremely low in order to allow adequate angular deflection of the vibrating plate even with small changes in the vortex pressure, whereby the resonance frequency is as low as possible D recesses 11a and 11b are formed by punching out "Mach of FIG." 11, a housing 12 contains the vibrator 8, which in turn has a lower plate 13 and an upper plate 14. The plates 13 and 14 are provided with recesses which are essentially the same and are arranged opposite one another. The recesses here correspond to the bore of the vibrator 8 Flange 15 of the vortex generator 2, the vibrator 8 is supported here; At the same time, a vibration chamber 16 and chambers 17a and 17b for enclosing the tensioning straps are formed. The lower sub-chamber, formed by the vibration plate 9 and the lower plate 13? is also almost equally divided into sub-chambers 19a and 19b by a projection 18 which is arranged on the lower plate 13 opposite the centering hole of the vibration plate 9 »The sub-chambers 19a and 19b communicate with the slots 4a and 4b of the vortex generator 2 through connecting holes 20a or »20b« The projection 18 prevents the medium to be measured from circulating between the sub-chambers 19a and 19b, which means that the vortex pressure changes can be transmitted from the slot 4a or 4b to the vibration plate 9 without losses »

So lange wie die torsionale Vibration der Vibrationsplatte 9 nicht behindert wird, sollte der Raum zwischen dem Vorsprung 18 und der Vibrationsplatte 9 so eng als möglich sein; vor-As long as the torsional vibration of the vibrating plate 9 is not hindered, the space between the protrusion should 18 and the vibrating plate 9 be as close as possible; before-

- -J£ - VPA 81 P 8611 DE- -J £ - VPA 81 P 8611 DE

zugsweise ist er in der Größenordnung von 0,1 bis 0,2 mm. Aus dem gleichen Grund sollte der Raum zwischen der Vibrationsplatte 9 und der Vibrationskammer 16 vorzugsweise in der gleichen Größenordnung liegen.preferably it is of the order of 0.1 to 0.2 mm. the end for the same reason, the space between the vibrating plate 9 and the vibrating chamber 16 should preferably be in the are of the same order of magnitude.

Bei der Darstellung nach der Fig. 13 ist eine Justierschraube 21 vorhanden, mit der die Spannbänder 10a und 10b mit einer mechanischen Spannung beaufschlagt werden können; diese Schraube 21 ist an der Mittelachse des Spannbandes 10b angeordnet. Die Schraube 21 überträgt eine Spannung auf einen Teil des Spannbandes 10b zwischen den befestigten Enden und ein Vorsprung 22 verhindert hierbei zusammen mit der unteren Platte 13 Biegeschwingungen des Vibrators 8. Wie später im Zusammenhang mit den Figuren 16 und 17 beschrieben wird, ist das Spannband vorzugsweise über ein Federteil mit der Schraube 21 verbunden. In Fig. 11 ist weiterhin gezeigt, daß Glasfiberleitungen 5 zur Detektion der winkelmäßigen Verbiegung des Vibrators 8 zwei optische Pfade - zur Sendung und zum Empfang aufweisen. Die optischen Achsen stehen hierbei im wesentliehen senkrecht auf der Oberfläche der Vibrationsplatte 9 des Vibrators 8, und die optischen Pfade sind zum Teilraum hin offen. Damit sind die optischen Teile vollständig im Teilraum 26 eingefügt. Dies hat zum Ergebnis, daß die optischen Teile nicht in direkten Kontakt mit z. B. einer Flüssigkeit des zu messenden Mediums kommen können. Die anderen Enden der Glasfiberleitungen sind mit einem lichtemittierenden Teil 6a und einem lichtempfangenen Teil 6b vorzugsweise versehen. Mit dem Bezugszeichen 6 ist eine Detektorschaltung gekennzeichnet, das das lichtemittierende Teil 6a, das lichtempfangene Teil 6b einen Verstärker und ein Wellenformbaustein (nicht dargestellt) enthält. In the illustration according to FIG. 13 there is an adjusting screw 21 available, with which the tensioning straps 10a and 10b can be subjected to a mechanical tension; these Screw 21 is arranged on the central axis of the tension band 10b. The screw 21 transmits tension to a part of the tension band 10b between the attached ends and a projection 22 together with the lower plate 13 prevents bending vibrations of the vibrator 8. As later in FIG In connection with FIGS. 16 and 17, the tensioning band is preferably via a spring part with the screw 21 connected. In Fig. 11 is further shown that fiber optic lines 5 for the detection of the angular bending of the vibrator 8 have two optical paths - for transmission and for reception. The optical axes are essentially perpendicular to the surface of the vibrating plate 9 of the vibrator 8, and the optical paths are open to the partial space. This means that the optical parts are completely in the subspace 26 inserted. This has the result that the optical parts are not in direct contact with e.g. B. a liquid of the medium to be measured can come. The other ends of the fiber optic lines are provided with a light emitting part 6a and a light receiving part 6b is preferably provided. The reference number 6 denotes a detector circuit, which includes the light emitting part 6a, the light receiving part 6b, an amplifier, and a waveform device (not shown).

Die Funktion der vorher beschriebenen Anordnung erfolgt derart, daß wenn beispielsweise ein Wirbel 30 auf der oberen Seite des Wirbelgenerators 2 (auf der Seite des Schlitzes 4b)The function of the arrangement described above is such that if, for example, a vortex 30 on the upper Vortex generator 2 side (on the slot 4b side)

BAD ORlGlNAl.BAD ORlGlNAl.

- 2Ö - VPA 81 P 8611 DE- 2Ö - VPA 81 P 8611 DE

erzeugt ist, sich der Druck in der Nähe des Schlitzes 4b vermindert gegenüber dem Druck in der Nähe des gegenüberliegenden Schlitzes 4ao Demgemäß wird der Druck in der Unterkammer 19b im Zusammenwirken mit dem Schlitz 4b geringer als der Druck in der Unterkammer 19a, die mit dem gegenüberliegenden Schlitz 4a zusammenwirkt»is generated, the pressure in the vicinity of the slot 4b decreases compared to the pressure in the vicinity of the opposite slot 4a o Accordingly, the pressure in the sub-chamber 19b in cooperation with the slot 4b is lower than the pressure in the sub-chamber 19a, which is associated with the opposite slot 4a cooperates »

Im Zusammenhang mit der Fig. 11 wird nunmehr das Gleichgewicht der Kräfte um die Zentrierbohrung der Vibrationsplatte 9 herum diskutiert» Ein Druck, mit dem die obere Oberfläche der Vibrationsplatte 9 beaufschlagt ist, ist im wesentlichen gleich über der ganzen Oberfläche« Mit Rücksicht auf die Unterseite der Vibrationsplatte 9 ist der Druck in der Unterkammer 19b geringer als in der Unterkammer 19a, und es wirkt eventuell ein rechtsdrehendes Moment.aufgrund der Druckdifferenz auf die Vibrationsplatte 9= Somit wird die Vibrationsplatte 9 in eine rechtsdrehende Rotation versetzt, wobei jedoch die untere Oberfläche und die obere Oberfläche der Vibrationskammer 16 die Amplitude der Rotation begrenzen.In connection with FIG. 11, the balance of the forces around the centering hole of the vibration plate is now shown Discussed around 9, “A pressure applied to the upper surface of the vibrating plate 9 is essentially equal over the entire surface. With regard to the underside of the vibrating plate 9, the pressure is in the lower chamber 19b lower than in the sub-chamber 19a, and there may be a clockwise moment due to the Pressure difference on the vibrating plate 9 = Thus the Vibrating plate 9 set in a clockwise rotation, but with the lower surface and the upper surface of the vibration chamber 16 limit the amplitude of the rotation.

Somit wird auch dann, wenn ein Wirbel auf der gegenüberliegenden Seite des Wirbelgenerators erzeugt wird, der Druck in der Unterkammer 19a niedriger als in der Unterkammer 19b, wodurch die Vibrationsplatte in eine entgegengesetzte Drehung - (links-. drehend) versetzt wird» Die Amplitude ist in gleicher Weise durch den Boden und die obere Oberfläche der Vibrationskammer 16 begrenzt. Daher wird durch Erzeugung eines Paares von Wirbeln eine Drehschwingung (eine Wechselwirkung) des Vibrators 8 verursacht. Da dies durch die Handoberflächen der Vibrationskammer 16 begrenzt ist, ist die Amplitude im wesentlichen konstant ohne Rücksicht auf Veränderungen des Mirbeldrucks. Die Vibrationsplatte 9 ist im wesentlichen im Gleichgewicht ihrer Masse um die Zentrierbohrung herum.. Trägheitskräfte, die von externen Vibrationen hervorgerufen sind, werden somit um die Zentrierbohrung herum unterdrückt. Hierdurch'werden somit keine Drehschwingungen auftreten. FernerThus, even if a vortex is generated on the opposite side of the vortex generator, the pressure in the Sub-chamber 19a lower than in sub-chamber 19b, causing the vibrating plate to rotate in the opposite direction - (left-. rotating) is displaced »The amplitude is in the same way through the bottom and the upper surface of the vibration chamber 16 limited. Therefore, by generating a pair of vortices, a torsional vibration (an interaction) of the vibrator becomes 8 caused. As this is done through the palms of the hands of the vibration chamber 16 is limited, the amplitude is essentially constant regardless of changes in mirror pressure. The vibration plate 9 is essentially in equilibrium of its mass around the centering hole. Inertial forces caused by external vibrations, are thus suppressed around the centering hole. Through this thus no torsional vibrations occur. Further

24T98824T988

- JM - VPA 81 P 8611 DE - JM - VPA 81 P 8611 DE

wird der Vibrator 8 kaum vertikalen externen Schwingungen folgen, wenn die Spannbänder 10a und 10b mit einer Spannung beaufschlagt sind. Der Vibrator ist somit in diesem Zusammenhang frei von externen Schwingungen. Ebenso ist, wenn die Spannbänder mit einer Spannung beaufschlagt sind, die Torsionsfederkonstante hierdurch kaum beeinflußt. Aus den genannten Gründen ist somit der Widerstand im Hinblick auf störende Schwingungen verbessert, ohne die Empfindlichkeit im Hinblick auf die Detektion von Wirbeln zu vermindern. 10the vibrator 8 hardly becomes vertical external vibrations follow when the tensioning straps 10a and 10b are subjected to tension. The vibrator is thus in this context free from external vibrations. Likewise, when tension is applied to the tensioning straps, the torsion spring constant is hardly affected by this. For the reasons mentioned, the resistance is therefore disruptive in terms of Improved vibrations without reducing the sensitivity with regard to the detection of eddies. 10

Es ergibt sich somit, daß Wirbel den Vibrator 8 zu Torsionsschwingungen innerhalb der Vibrationskammer 16 anregen. Zur Regelung dieser Schwingungen über einen breiten Bereich von Wirbelfrequenzen, z. B. von 10 Hz bis 1 kHz, ist es wichtig, die Druckschwankungen der Wirbel direkt auf die Vibrationsplatte 9 ohne Verluste zu übertragen. Zu diesem Zweck enthält die vorliegende Erfindung die Schlitze Aa und 4b im Wirbelgenerator 2, um Veränderungen des Wirbeldrucks in die Unterkaramern 19a und 19b auf kürzestem Wege zu führen, und weiterhin ist gemäß der Erfindung der Vorsprung 18 vorhanden, mit dem Verlustströme zwischen den Unterkammern 19a und 19b minimiert sind. Ferner ist eine Düse zwischen der Peripherie der Vibrationsplatte 9 und den Wandoberflächen der Vibrationskammer 16 so geformt, daß Verlustströme zwischen der Teilkammer 26 und der Unterkammer 19a oder 19b minimiert sind.It thus results that eddy the vibrator 8 to torsional vibrations excite within the vibration chamber 16. To control these vibrations over a wide range of Vortex frequencies, e.g. B. from 10 Hz to 1 kHz, it is important that the pressure fluctuations of the eddy directly on the vibrating plate 9 to transfer without loss. To this end, the present invention includes slots Aa and 4b in the vortex generator 2, to changes in vortex pressure in the lower caramens 19a and 19b to lead in the shortest possible way, and furthermore, according to the invention, the projection 18 is present, with the leakage flows between the sub-chambers 19a and 19b are minimized. There is also a nozzle between the periphery of the Vibration plate 9 and the wall surfaces of the vibration chamber 16 shaped so that leakage flows between the sub-chamber 26 and the sub-chamber 19a or 19b are minimized.

Somit wirken Änderungen des Wirbeldrucks direkt auf die Vibrationsplatte ohne Verluste, wodurch eine stabile Detektion der Wirbel ermöglicht ist.Changes in the eddy pressure thus act directly on the vibrating plate without losses, which enables stable detection of the eddies.

Im weiteren werden Detektionen einer Anzahl von Verbiegungen, also der Vibrationsfrequenz, mit dem Vibrator 8 unter Bezug -auf die Figuren 11, 14 und 15 beschrieben.Detections of a number of deflections, that is to say the vibration frequency, with the vibrator 8 are referred to below -described on Figures 11, 14 and 15.

Die Vibrationsfrequenz "wird detektiert durch eine Messung der Änderung der Intensität des reflektierten Lichts auf derThe vibration frequency "is detected by measuring the Change in the intensity of the reflected light on the

BADBATH

- a& - VPA 81 P 8611 DE- a & - VPA 81 P 8611 DE

oberen Oberfläche der Vibrationsplatte 9 unter Benutzung der Glasfiberleitung 5» Im einzelnen weist die Glasfiberleitung zwei optische Pfade 5a und 5b, die in einer beliebigen Art und Weise mit ihrer Endoberfläche 31 der Vibrationsplatte 9 gegenüberliegend angeordnet sind, auf; die optischen Achsen liegen hierbei jedoch im wesentlichen vertikal zur Oberfläche der Vibrationsplatte 9» Wenn sich die Intensität des von· der Vibrationsplatte 9 reflektierten Lichtes vermindert - durch die Rotation der reflektierenden Oberfläche (wie anhand der Fig. 14b beschrieben) ~, so erzeugt eine solche Wechselwirkung des Vibrators zwei Lichtpulse als Ausgangssignal«. Wenn die Durchbiegung des Vibrators 8 im wesentlichen konstant ist, so sind die Lichtausgangssignale ebenso im wesentlichen konstant. Demzufolge ist es möglich, die Wirbelfrequenz mittels einer einfachen Schaltungsanordnung zur erfassen. Folglich ist die vorgeschlagene Methode zur Auswertung des reflektierten Lichts äußerst praktikabel, weil hierzu nur eine einfache.Anordnung notwendig ist und die Notwendigkeit einer genauen geraden Ausrichtung der optischen Achsen vermieden ist. Weiterhin sind die optischen Teile innerhalb des Teilraums 26 der Vibrationskammer 16 angeordnet, wodurch sie nicht in direkten Kontakt mit dem zu messenden Medium kommen und somit Verunreinigungen der optischen Teile verhindert sind. ;upper surface of the vibrating plate 9 using the Fiber optic line 5 »In detail, the fiber optic line has two optical paths 5a and 5b, which in any way and way with its end surface 31 of the vibrating plate 9 are arranged opposite on; however, the optical axes are essentially vertical to the surface of the vibrating plate 9 »If the intensity of the light reflected by the vibrating plate 9 decreases - by the rotation of the reflective surface (as shown by the 14b), such an interaction of the vibrator generates two light pulses as an output signal. if the deflection of the vibrator 8 is substantially constant, the light output signals are also substantially constant. As a result, it is possible to adjust the vortex frequency to capture by means of a simple circuit arrangement. Hence, the proposed method for evaluating the reflected light is extremely practical because it only requires a simple arrangement and necessity an exact straight alignment of the optical axes is avoided. Furthermore, the optical parts are within the Subspace 26 of the vibration chamber 16 arranged, so that they do not come into direct contact with the medium to be measured and thus contamination of the optical parts is prevented. ;

Im bereits erwähnten Detektionsmechanismus sind die optischen Achsen der Glasfiberleitungen 5 im wesentlichen vertikal zur Oberfläche der Vibrationsplatte 9» Aber es ist ebenso möglich, die optischen Achsen der Glasfiberleitung 5 leicht zu neigen, so daß eine maxiaale Winkeldurchbiegung θ m der Vibrationsplatte 9 auf der vibrierenden Oberfläche erreicht ist (vgl. -Fig.15). Diese Anordnung ist dadurch vorteilhaft, daß bereits eine kleine winkelmäßige Verbiegung mit ausreichender Empfindlichkeit erfaßt werden kann und ein Äusgangssignal von im wesentlichen sinusförmiger Wellenform erreichbar ist. DiesIn the above-mentioned detection mechanism, the optical axes of the glass fiber lines 5 substantially vertical to the surface of the vibrating plate 9 "But, it is also possible to easily incline the optical axes of the glass fiber cable 5, so that a maxiaale angle deflection θ m of the vibration plate 9 on the vibrating surface is reached (see Fig. 15). This arrangement is advantageous in that even a small angular deflection can be detected with sufficient sensitivity and an output signal with an essentially sinusoidal waveform can be achieved. this

--23 - . VPA 81 P 8611 DE--23 -. VPA 81 P 8611 DE

erleichtert die weitere Signalverarbeitung (vgl. Fig. 14b), weil ein im wesentlichen konstanter Bereich der in der Fig. 14 b dargestellten Kurve ausgenutzt werden kann. Die Spitze der Intensität des reflektierten Lichtes ist somit gemäß dieser Kurve nach rechts verschoben. Hierzu ist anzumerken, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel nicht auf einer Anwendung mit einer optischen Glasfiberkonstruktion beschränkt ist, sondern es sind auch andere Anordnung zur Erfassung von Intensitätsschwankungen des reflektierten Lichtes hier denkbar. facilitates further signal processing (see. Fig. 14b), because an essentially constant range of the in Fig. 14 b shown curve can be exploited. The peak of the intensity of the reflected light is thus according to shifted to the right of this curve. It should be noted in this regard that the exemplary embodiment described is not based on an application is limited to a fiber optic construction, but there are other arrangements for detecting Fluctuations in the intensity of the reflected light are conceivable here.

In den Figuren 16 und 17 ist ein Mechanismus 30 dargestellt, mit dem eine mechanische Spannung auf die Spannbänder 10a und 10b gegeben werden kann. Ferner ist eine Druckfeder 31, eine Kappe 32 und eine Drückeinrichtung 33 zum Herunterdrücken des Spannbandes 10b vorhanden. Die Druckeinrichtung ist aus einem leichten Harz hergestellt und ist als ein Hohlzylinder mit einem Boden, der einen rechteckigen Vorsprung 35 aufweist, ausgeführt. Wenn die Feder zusammengedrückt ist, wird der Vorsprung durch.ein rechteckiges Führungsloch 34 geführt, welches in der oberen Platte 14 angeordnet ist, um ein Rotieren der Druckeinrichtung 33 zu verhindern. Durch die Anordnung wird eine Spannung auf einen Teil des Spannbandes 10b zwischen den äußeren befestigten Enden geführt, und ein auf der unteren Platte 13 gestalteter Vorsprung 22 verhindert darüberhinaus Biegeschwingungen des Vibrators 8. Die Feder 31 ist umschlossen von der Druckeinrichtung 33, wobei die Kappe 32 die Feder am Herausspringen hindert.In Figures 16 and 17, a mechanism 30 is shown, with which a mechanical tension can be applied to the tensioning straps 10a and 10b. Furthermore, a compression spring 31, a Cap 32 and a pressing device 33 for pressing down the tensioning band 10b are provided. The printing device is made of one lightweight resin and is made as a hollow cylinder with a bottom having a rectangular protrusion 35, executed. When the spring is compressed, the protrusion will durch.ein rectangular guide hole 34 out, which is arranged in the top plate 14 to prevent the printing device 33 from rotating. The arrangement will one tension is passed on part of the tensioning band 10b between the outer fixed ends, and one on the lower one Plate 13 shaped projection 22 also prevents flexural vibrations of the vibrator 8. The spring 31 is enclosed from the pressure device 33, the cap 32 preventing the spring from popping out.

Wenn ein schneller Temperaturwechsel auftritt, entsteht eine Temperaturdifferenz zwischen dem Vibrator 8 und dem Gehäuse -Wenn die in Frage kommenden Teile nicht aus demselben Materialsind, entsteht somit eine unterschiedliche thermische Ausdehnung der beiden Spannbänder. Wie auch immer weist die Druckfeder 31 gemäß der vorliegenden Erfindung eine kleine Feder-When a rapid temperature change occurs, a temperature difference arises between the vibrator 8 and the housing -If the parts in question are not made of the same material, This creates a different thermal expansion of the two tensioning straps. Anyway, the compression spring points 31 according to the present invention a small spring

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Λ β Λ β

-Zh- VPA 81 P 8611 DE -Zh- VPA 81 P 8611 DE

konstante auf, und sie beaufschlagt die Spannbänder.mit einer Spannung, so daß die Spannbänder normalerweise etwas durchgebogen sind und dadurch Unterschiede in der thermischen Ausdehnung absorbiert werden können» Wenn die beschriebene Spannung konstant gehalten wird, können Verletzungen der Spannbänder und Verminderungen des Vibrationswiderstandes, hervorgerufen durch externe Schwingungen, verhindert werden«constant on, and it acts on the tightening straps. with a Tension, so that the tensioning straps are usually somewhat bent and this results in differences in thermal expansion can be absorbed »If the described tension is kept constant, the tightening straps can be injured and reductions in vibration resistance caused by external vibrations are prevented «

Gemäß der Fig. 18 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Wirbeldetektors entlang der Strömungsrichtung gezeigt» Hierbei sind ein lichtemittierendes Teil 23 und ein lichtempfangenes Teil 24 so angeordnet, daß sie der oberen Oberfläche der Vibrationsplatte 9 gegenüberliegen und ihre optischen Achsen sich in der Mitte der Zentrierbohrung der Vibrationsplatte 9 kreuzen» Eine Detektionschaltung 25, die die Teile 23 und 24 versorgt sowie das Ausgangssignal weiterverarbeitet, enthält eine Koppelschaltung 27a zur Selektion der Mechselkomponenten des Ausgangssignals des lichtempfangenen Teils 24 und einen Komparator 27b zur Bildung eines entsprechenden Rechtecksignals, wie in Fig. 19 dargestellt.According to FIG. 18, an enlarged cross-sectional view of a vortex detector is shown along the direction of flow » Here are a light emitting part 23 and a light receiving part Part 24 arranged so that they face the upper surface of the vibrating plate 9 and their optical axes are in the center of the centering hole Cross vibration plate 9 »A detection circuit 25, which supplies parts 23 and 24 and processes the output signal, contains a coupling circuit 27a for selecting the alternating components of the output signal of the light received Part 24 and a comparator 27b for forming a corresponding square-wave signal, as shown in FIG.

Eine Detektion einer Anzahl von Verbiegungen bzw, der Vibrationsfrequenz des Vibrators 8 wird anhand der Figuren 18 bis 21 beschrieben» Wenn die Durchbiegung des Vibrators .8 im wesentlichen konstant ist, ist somit das Lichtausgangssignal ebenfalls konstant, und es kann eine Ausgangsspannung in der Größenordnung von 1 V vom Teil 24 auch bei kleinen Durchflußgeschwindigkeiten abgenommen werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist sichergestellt, daß die optischen Teile nicht mit dem zu messenden Medium in Kontakt kommen und daher frei von Verunreinigungen gehalten werden können.A detection of a number of deflections or the vibration frequency of the vibrator 8 is described with reference to FIGS. 18 to 21. When the deflection of the vibrator 8 is essentially is constant, the light output signal is thus also constant, and there can be an output voltage in the Order of magnitude of 1 V can be taken from part 24 even at low flow rates. Also in this embodiment it is ensured that the optical parts do not come into contact with the medium to be measured and therefore can be kept free from contamination.

Bei diesem Ausführungsbeispiel eines Detektionsmechanismus sind die Teile 23 und 24 so angeordnet, daß das Maximum der Lichtintensität erreicht ist, wenn die Vibrationsplatte 9In this embodiment a detection mechanism the parts 23 and 24 are arranged so that the maximum of the light intensity is reached when the vibrating plate 9

- 25 - VPA 81 P 8611 DE- 25 - VPA 81 P 8611 DE

sich in einer horizontalen Lage befindet. Wie auch anhand der Fig. 21 gezeigt werden kann, kann die Vibrationsplatte 9 bis zur maximalen Winkelamplitude du vorgespannt werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können somit die weiter oben beschriebenen Vorteile ausgenutzt werden. Durch Ausnutzung der geraddlinigen Teile der Kurve in Fig. 20(b) und daher eine gute Empfindlichkeit und geringe Störanfälligkeit erreicht werden. Bei diesem Beispiel wird ein Ausgangssignal mit einem Impuls für eine Wechselwirkung der Vibrationskette erzeugt.is in a horizontal position. As with the 21, the vibration plate 9 can be biased up to the maximum angular amplitude du. Even in this embodiment, the above advantages described are exploited. By taking advantage of the rectilinear parts of the curve in Fig. 20 (b) and therefore a good sensitivity and low susceptibility to interference is achieved will. In this example, an output signal with a pulse for an interaction of the vibratory chain generated.

Im weiteren wird die Funktion des erfindungsgemäßen Durchflußmessers mit einer Karman1sehen Wirbelstraße anhand der Fig. 22 beschrieben, in der einige Funktionscharakteristiken eines Vibrators dargestellt sind. Generell schwingt ein Vibrator (vgl. z. B. Fig. 12) entsprechend der Frequenz der Wirbel. Gemäß der Erfindung ist die Grundfrequenz der Torsionsschwingung definiert durch das Trägheitsmoment der Vibrationsplatte (Platte 9 in Fig. 12) und durch die Torsionsfederkonstante der Spannbänder (vgl. Spannbänder 10a und 10b z. B. in Fig. 12). Diese Torsionsschwingung sollte im wesentlichen gleich der niedrigsten Frequenz der Wirbel sein, die gemessen werden, wobei die Länge und Breite der Spannbänder und die Dimensionen der Vibrationsplatte usw. passend für den geforderten Zweck ausgewählt sind.The function of the flow meter according to the invention with a Karman 1 vortex street is described with reference to FIG. 22, in which some functional characteristics of a vibrator are shown. In general, a vibrator (see, for example, FIG. 12) oscillates according to the frequency of the vortex. According to the invention, the fundamental frequency of the torsional vibration is defined by the moment of inertia of the vibration plate (plate 9 in FIG. 12) and by the torsion spring constant of the tensioning straps (cf. tensioning straps 10a and 10b, e.g. in FIG. 12). This torsional vibration should be substantially equal to the lowest frequency of the vortices being measured, with the length and width of the tensioning straps and the dimensions of the vibrating plate, etc. appropriately selected for the required purpose.

Wenn eine Schwingungskraft mit vorgegebener Amplitude auf solchen ein Vibrationssystem einwirkt, erzeugt das System eine Frequenzantwort wie in Fig. 22 dargestellt. Es kann grob gesagt werden, daß in Fig. 22(a) die Amplitude proportional zur Winkelfrequenz ansteigt und ihre Spitze bei der Resonanzfrequenz η erreicht. Im folgenden fällt die Amplitude im umgekehrten Verhältnis zum Quadrat der genannten Winkelfrequenz, wobei diese Charakteristik durch die Größe der Dämpfung beeinflußt ist. Bei dieser Figur stellt die OrdinateWhen a vibration force with a predetermined amplitude acts on such a vibration system, the system generates a frequency response as shown in FIG. It can roughly be said that in Fig. 22 (a) the amplitude is proportional increases towards the angular frequency and its peak at the resonance frequency η reached. In the following, the amplitude falls in inverse proportion to the square of the angular frequency mentioned, this characteristic being influenced by the amount of damping. In this figure, the ordinate represents

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

- 26 - VPA 81 P 8611 DE- 26 - VPA 81 P 8611 DE

ein Amplitudenverhältnis dar (dynamische Amplitude X/statische Amplitude a .) und die Abzisse stellt das Winkelfrequenzverhältnis als dimensionslose Größe dar. Es- ist experimentell ermittelt worden, daß das Ausmaß der Änderungen des Wirbeldrucks im wesentlichen proportional zum Quadrat der Durchflußgeschwindigkeit fällt, wie in Fig. 22b dargestellt. Weil somit die Wirbelfrequenz proprotional zur Durchflußgeschwindigkeit ist, vermindert sich das Ausmaß der Änderung des Wirbeldrucks eventuell proportional zum Quadrat der Wirbelfrequenzo represents an amplitude ratio (dynamic amplitude X / static Amplitude a.) And the abscissa represents the angular frequency ratio as a dimensionless quantity. It has been determined experimentally that the extent of the changes in the eddy pressure essentially proportional to the square of the flow rate falls as shown in Fig. 22b. Because the vortex frequency is proportional to the flow rate is, the amount of change in eddy pressure may decrease in proportion to the square of the eddy frequency o

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Resonanzfrequenz _ η des Vibrators gleich der niedrigsten Frequenz der Wirbel, und daher empfängt der Vibrator Schwingungskräfte, die proportional zum Quadrat der Frequenz steigen. Somit ist die Amplitude der Vibrationsplatte des Vibrators Ira wesentlichen konstant, wie anhand der Fig. 22c gezeigt»According to the present invention, the resonance frequency is _ η of the vibrator equals the lowest frequency of the vortex, and therefore the vibrator receives vibratory forces that are proportional increase to the square of the frequency. Thus, the amplitude of the vibration plate of the vibrator Ira is essentially constant, as shown in Fig. 22c »

In der FIg. 23 Ist die Charakteristik des Ausgangssignals eines Durchflußmessers gemäß der Erfindung dargestellt. Im stationären Zustand hat das mit dem lichtempfangenen Teil detektierte Signal eine symmetrische Wellenform, relativ zu einem konstanten Gleichanteil DC. Dieser Gleic.hanteil DC korrespondiert einem Gleichgewichtszustand der Vibrationsplatte, wenn diese In Ruhe ist, wie in Fig«, 23(A) gezeigt. Wenn in einem einschwingenden Zustand der zu messende Durchfluß abrupt steigt, erfolgt eine Resonanz bei einer Resonanzfrequenz, die durch die Hasse der Vibrationsplatte des Vibrators und durch die Torsionsfederkonstante der Spannbänder festgelegt Ist. Wenn z. Bn der Fluß in einer Art und Weise, wie in Fig„ 23(B) dargestellt, sich ändert, können hier keine' -Wirbel detektiert werden, da die Wellenform des Ausgangssignals ungeordnet ist«, Es kann somit festgestellt werden, daß ein Resonanzpunkt in der Frequenzcharakteristik der Torsionsschwingung des Vibrators existiert, wie mit der unterbrochenen Linie in Fig. 22(A) gezeigt ist.»In FIg. 23 Is shown the characteristic of the output signal of a flow meter according to the invention. In the stationary state, the signal detected with the light-receiving part has a symmetrical waveform, relative to a constant DC component. This equilibrium component DC corresponds to a state of equilibrium of the vibrating plate when it is at rest, as shown in FIG. 23 (A). If the flow rate to be measured rises abruptly in a settling state, a resonance occurs at a resonance frequency which is determined by the Hasse of the vibration plate of the vibrator and by the torsion spring constant of the tensioning straps. If z. B n, the flow in a manner such as "23 (B) shown in Fig varies, no 'swirls can here be detected, since the waveform of the output signal is disordered" Thus, it can be determined that a resonance point exists in the frequency characteristic of torsional vibration of the vibrator as shown by the broken line in Fig. 22 (A). »

-3ίι---3ίι--

- VPA 81 P 8611 DE In der Fig. 24 sind eine Vibrationsplatte 9 und Spannbänder 10a und 10b dargestellt. Darüberhinaus ist Dämpfungsrnaterial 36, wie z. B. ein gummiartiges visko-elastisches Material, im Bereich der Spannbänder 10a und 10b angeordnet. Experimente haben gezeigt, daß die Frequenzcharakteristik von Torsionsschwingungen eines mit solchem Dämpfungsmaterial versehenen Vibrators keinen definierten Resonanzpunkt haben, was mit der geraden Linie in Fig. 24(A).angedeutet ist. Es ergibt sich hieraus, daß wenn ein solcher abrupter Wechsel des Durchflusses stattfindet, der Vibrator eine korrekte Antwort des Wechsels im Wirbeldruck liefert. Es ist, wie in Fig. 23(B) gezeigt, eine ungeordnete Wellenform verhindert, wenn eine solche Änderung stattfindet, wodurch die Unmöglichkeit der Detektion von Wirbeln verhindert ist. Somit kann gemäß der Erfindung eine Resonanz des Vibrators 8 zumindest innerhalb des Bereichs der Wirbelfrequenz verhindert werden.- VPA 81 P 8611 DE In Fig. 24 are a vibration plate 9 and tensioning straps 10a and 10b. In addition, there is damping material 36, such as B. a rubber-like visco-elastic material, arranged in the region of the tensioning straps 10a and 10b. Experiments have shown that the frequency characteristics of torsional vibrations of a provided with such a damping material Vibrators do not have a defined resonance point, which is indicated by the straight line in Fig. 24 (A). It results it follows that when such an abrupt change in flow occurs, the vibrator will give a correct response of the change in eddy pressure supplies. As shown in Fig. 23 (B), a disordered waveform is prevented when a such change takes place, thereby preventing the impossibility of detecting eddies. Thus, according to the According to the invention, resonance of the vibrator 8 can be prevented at least within the range of the vortex frequency.

Fig. 25 zeigt eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der in der Fig. 24 dargestellten Anordnung, darin, daß Kammern 17a und 17b total mit Dämpfungsmaterial 37 gefüllt sind. In diesen Kammern 17a und 17b sind die Spannbänder 10a und 10b angeordnet. Auch diese Konstruktion unterdrückt eine Resonanz bei der Torsionsschwingung des Vibrators und verhindert außerdem Biegeschwingungen in vertikaler oder horizontaler Richtung, die durch externe Schwingungen hervorgerufen sein können. Bei diesem Beispiel kann das Dämpfungsmaterial 37 beispielsweise Silikongummi sein.Fig. 25 shows a schematic representation of another Embodiment. This embodiment is different differs from the arrangement shown in FIG. 24 in that chambers 17a and 17b are completely filled with damping material 37 are. The tensioning straps 10a and 10b are arranged in these chambers 17a and 17b. This construction is also suppressed a resonance in the torsional vibration of the vibrator and also prevents bending vibrations in vertical or horizontal direction, which can be caused by external vibrations. In this example, the damping material 37 be silicone rubber, for example.

Im weiteren wird anhand der Figuren 26 bis 28 ein Ausführungsbeispiel eines Durchflußmessers mit einer Karmän'sehen Wirbel-.straße beschrieben, wobei in der Fig. 26 die Wellenform von detektierten Wirbeln und in den Figuren 27 und 28 Schaltpläne zur Weiterverarbeitung des detektierten Signals in je einer Ausführungsvariante dargestellt sind.An exemplary embodiment of a flow meter with a Karman vortex street is shown below with reference to FIGS 26, the waveform of detected vortices and in FIGS. 27 and 28 circuit diagrams for further processing of the detected signal are shown in one variant each.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

- VPA 81 P 8611 DE In der Fig. 27 ist ein lichtaussendendes Teil 61, ein lichtempfangendes Teil 6a, Pufferverstärker 63I und 633»· eine Integrationsschaltung 632, eine Komparatorschaltung 634, Widerstände R1 bis R6, ein Kondensator C1 und eine Diode D1 gezeigt.- VPA 81 P 8611 DE In Fig. 27 is a light emitting part 61, a light receiving Part 6a, buffer amplifiers 63I and 633 »· a Integration circuit 632, a comparator circuit 634, Resistors R1 to R6, a capacitor C1 and a diode D1 shown.

'Das Ausgangssignal des lichtempfangenen Teils 62 ist direkt den Komparator 634 geführt» Außerdem ist dieses Signal über den Pufferverstärker 63I auf die Integratorschaltung 632 geführt. Das Ausgangssignal der Integratorschaltung 632 ist über den Pufferverstärker 633 auf einen zweiten Eingang der Komparatorschaltung 634 geführt» Die Komparatorschaltung vergleicht die an ihren Eingängen anliegenden Signale und erzeugt in dem Fall, wenn sie übereinstimmen, ein Ausgangssignal. Im einzelnen weist das Ausgangssignal des lichtempfangenen Teils 62 eine sinusförmige Wellenform auf, die im wesentlichen symmetrisch zu einer Gleichspannung Eq ist, welche wiederum mit einer konstanten Intensität des Lichts korrespondiert, die in einer Gleichgewichtsposition der vibrierenden Platte - in ihrer Ruhestellung - , hier dargestellt mit "a", in Fig. 26(B) erzeugt wird» Auf der anderen Seite ist das Ausgangssignal der Integratorschaltung 632 das gleiche Signal wie das Gleichspannungssignal E , dargestellt durch die unterbrochene Linie b in Fig. 26(B). Konsequenterweise ist es somit möglich, eine rechteckige Wellenform des Ausgangssignals als Antwort auf die Wirbelfrequenz aufgrund eines Vergleichs der Eingangssignale des Komparators zu bekommen und somit eine entsprechende Änderung der Wellenform in der Komparatorschaltung 634 durchzuführen« Da die lichtemittierenden Teile, die lichtempfangenen Teile, die optischen Glasfiberleitungen us«, generell unterschiedliche Charakteristiken haben und die Gleichspannung E zur Gleiciigewichtsposi- tion der vibrierenden Platte korrespondiert, ändert sich das Ausgangssignal relativ zur Gleichspannung E » wie durch a' in Fig. 26(B) angedeutet ist« Auf jeden Fall wird, wie vorherThe output signal of the light-receiving part 62 is fed directly to the comparator 634. In addition, this signal is fed to the integrator circuit 632 via the buffer amplifier 63I. The output signal of the integrator circuit 632 is fed via the buffer amplifier 633 to a second input of the comparator circuit 634. The comparator circuit compares the signals present at its inputs and, if they match, generates an output signal. In detail, the output signal of the light receiving part 62 has a sinusoidal waveform, which is essentially symmetrical to a DC voltage E q , which in turn corresponds to a constant intensity of the light, which in an equilibrium position of the vibrating plate - in its rest position - shown here with "a" in Fig. 26 (B) is generated »On the other hand, the output of the integrator circuit 632 is the same signal as the DC voltage signal E shown by broken line b in Fig. 26 (B). Consequently, it is thus possible to obtain a rectangular waveform of the output signal in response to the eddy frequency based on a comparison of the input signals of the comparator and thus to carry out a corresponding change in the waveform in the comparator circuit 634 us «, generally have different characteristics and the DC voltage E corresponds to the equilibrium position of the vibrating plate, the output signal changes relative to the DC voltage E» as indicated by a 'in Fig. 26 (B) «In any case, as before

-36--36-

- 29 - VPA 81 P 8611 DE- 29 - VPA 81 P 8611 DE

beschrieben, das Ausgangssignal a' mit der Gleichspannung b1 verglichen, die durch Gleichrichtung erzeugt ist; hierdurch wird die Wellenform geändert. Es ist dadurch möglich, Wirbelfrequenzen sogar dann präzise zu detektieren, wenn die Gleichspannung E sich ändert. Wenn die Gleichspannung E in der Gleichgewichtsposition der vibrierenden Platte absinkt, was zu einem Abfall der Lichtintensität, beispielsweise hervorgerufen durch Verunreinigungen in den optischen Teilen inclusive der reflektierenden Oberfläche, der vibrierenden Platte oder der Glasfiberleitungen führt, kann somit in gleicher Weise ein rechteckförmiges Ausgangssignal als Antwort auf die Wirbelfrequenzen abgeleitet werden. Es muß hierbei festgestellt werden, daß die Zeitkonstante der Integratorschaltung 632 vorzugsweise so groß als möglich gewählt ist. Wenn die Zeitkonstante klein ist, können kleine störende zusätzliche Wellen bei niedrigeren Wirbelfrequenzen zu einer Veränderung der Differenz zwischen den Ausgangssignal "a11 und dem Signal "b" führen, wodurch die Anordnung durch Störungen beeinflußbar ist. Konsequenterweise ist es wichtig, daß die Zeitkonstan- te größer ist als die niedrigste Frequenz der Wirbel. Um störende Effekte zu verhindern ist es eventuell wünschenswert, eine Hysterese, wie sie in der Fig. 27 dargestellt ist, bei der Komparatorschaltung 634 vorzusehen, wie sie beispielsweise durch Widerstände R5 und R6 gebildet sind.described, the output signal a 'compared with the DC voltage b 1 generated by rectification; this changes the waveform. It is thereby possible to precisely detect eddy frequencies even when the DC voltage E changes. If the DC voltage E drops in the equilibrium position of the vibrating plate, which leads to a drop in the light intensity, for example caused by impurities in the optical parts including the reflective surface, the vibrating plate or the fiber optic cables, a square-wave output signal can be used as a response in the same way can be derived on the vortex frequencies. It must be noted here that the time constant of the integrator circuit 632 is preferably selected to be as large as possible. If the time constant is small, small disturbing additional waves at lower eddy frequencies can lead to a change in the difference between the output signal "a 11" and the signal "b", which means that the arrangement can be influenced by disturbances. te is greater than the lowest frequency of the vortices In order to prevent disturbing effects, it may be desirable to provide a hysteresis as shown in Fig. 27 in the comparator circuit 634, such as those formed by resistors R5 and R6.

Fig. 28 stellt einen Schaltplan einer geänderten Ausführungsform nach der Fig. 27 dar. In der Fig. 28 ist ein Verstärkerschaltkreis 635 vorhanden, der einen Differenzverstärker 635-, und 635t aufweist. Ein veränderbarer Widerstand 635^, dessen Widerstandswert sich vermindert, wenn die an ihm anliegende Spannung steigt, ist Bestandteil eines CDS-Optokopplers und wirkt im Sinne einer Regelung der Verstärkung des Verstärkers 635,. Der Ausgang A des Pufferverstärkers 633 ist mit dem veränderbaren Widerstand 635^ über einen Pufferverstärker 635 verbunden. Der Unterschied gemäß dieser Abänderung zum Aus-FIG. 28 shows a circuit diagram of a modified embodiment according to FIG. 27. In FIG. 28 there is an amplifier circuit 635 available, which has a differential amplifier 635-, and 635t. A variable resistor 635 ^, whose Resistance value decreases when the voltage applied to it increases, is part of a CDS optocoupler and acts to regulate the gain of amplifier 635 ,. The output A of the buffer amplifier 633 is connected to the variable resistor 635 ^ via a buffer amplifier 635 tied together. The difference according to this amendment to the

- VPA 81 P 8611 DE führungsbeispiel nach der Fig„ 27 liegt darin e daß die Spannungsdifferenz zwischen dem Ausgangssignal "a" und der Gleichspannung b, die vom Signal "a" über die Integratorschaltung 632 gewonnen ist, verstärkt wird und gleichzeitig die Verstärkung des Verstärkers 632, automatisch durch die Amplitude der Spannung E (A) des genannten Gleichspannungssignals b geregelt wird«. * - VPA 81 P 8611 DE exemplary implementation of FIG "27 lies e that the voltage difference between the output signal" is a "and the DC voltage b that the signal" is obtained a "via the integrator circuit 632, amplified, and at the same time the gain of the amplifier 632, is automatically regulated by the amplitude of the voltage E (A) of the said DC voltage signal b «. *

Es kann somit zusammengefaßt werden, daß die Lichtintensität, die auf das li.chtempfangene Teil 62 gelangt, durch Verunreinigungen in den optischen Teilen abgesenkt wird, und wenn somit das Ausgangssignal des Teils 62 sich von "a" zu a' ändert, wie in Fig«, 26B dargestellt« Im einzelnen korrespondiert die Gleichspannung DC zur Lichtintensität bei einer im Gleichgewicht befindlichen ¥ibratorplatte und vermindert sich somit von E zu E '. Die Wechselspannung AC korrespondiert somit zu den Änderungen der Lichtintensität, hervorgerufen durch Schwingungen der Vibrationsplatte, und vermindert sich somit von "a" zu a8„ Auf jeden Fall kann der Differenzverstärker 635? ^e Wirbelfrequenzen mit Sicherheit detektieren und dies sogar, wenn die Gleichspannung E sich ändert, weil er entweder jeden Unterschied zwischen den Ausgangssignalen "an und dem Gleichspannungssignal b oder die Differenz zwischen a1 und b' verstärkt«. Ebenso vermindert sich auch der Widerstand des veränderbaren Widerstands 635^«· wenn die Gleichspannung aufgrund einer Verminderung der Verstärkung des Verstärkers 635^ fällt» Daraus folgt, daß eine Verminderung der Wechselspannung AC als Antwort auf die Wirbe.1-■ frequenz kompensiert werden kann. Demgemäß ist es möglich, die Verstärkung des Verstärkers 635, durch eine entsprechende Auswahl der Werte der Widerstände RI1 und R12 und des Widerstands 635^ zu regeln«, Daher ist es möglich, sogar wenn die Lichtintensität fällt, eine stabile Detektion der Wirbelfrequenzen ohne Beeinflussung durch dieses Verminderung durchzuführen«It can thus be summarized that the light intensity which reaches the light receiving part 62 is lowered by impurities in the optical parts, and thus when the output signal of the part 62 changes from "a" to a ', as shown in FIG «, 26B shown« In detail, the direct voltage DC corresponds to the light intensity with a vibrator plate in equilibrium and thus decreases from E to E '. The alternating voltage AC thus corresponds to the changes in the light intensity, caused by vibrations of the vibrating plate, and thus decreases from "a" to a 8 "In any case, the differential amplifier 635? ^ e detect eddy frequencies with certainty and this even when the direct voltage E changes, because it either amplifies any difference between the output signals "a n and the direct voltage signal b or the difference between a 1 and b '". The resistance also decreases of the variable resistor 635 ^ "when the DC voltage drops due to a decrease in the gain of the amplifier 635 ^" It follows that a decrease in the AC voltage AC in response to the eddy frequency can be compensated the amplifier 635, by appropriately selecting the values of resistors RI1 and R12 and resistance to control gain 635 ^ "Therefore, it is possible, even when the light intensity falls to perform a stable detection of the vortex frequencies without being affected by this reduction"

-35--35-

- - & - VPA 81 P 8611 DE- - & - VPA 81 P 8611 DE

Es ist gezeigt, daß das Ausgangssignal des lichtempfangenen Teils 62 bei diesem Beispiel immer über den Pufferverstärker 631 auf die Integratorschaltung 632 geführt ist. Dies kann jedoch unterlassen werden, wenn die Impedanz, definiert durch den Widerstand R4 und den Kondensator C1 ausreichend größer ist als der Lastwiderstand R2 des lichtempfangenen Teils.It is shown that the output of the light receiving part 62 in this example is always through the buffer amplifier 631 is led to the integrator circuit 632. This can however, should be omitted if the impedance defined by the resistor R4 and the capacitor C1 is sufficiently larger is as the load resistance R2 of the light receiving part.

In der Fig. 29 ist ein Motor 101 (beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine eines Automobils) mit einer Zuführungsleitung 102 dargestellt. Die Leitung 102 enthält einen Luftfilter 103 und ein weiteres Filterelement 104 sowie ein Einlaßrohr 105, eine Drosselklappe 106 und andere Elemente. Ein Rohr 108 bildet einen Teil des Einlaßrohres 105, wobei der Durchfluß durch das Rohr 108 durch einen Flußvergleichmäßiger 109 stabilisiert ist. Ein Druchflußmesser 107 mit Karmän'scher Wirbelstraße enthält einen Wirbelgenerator 2, der in das Rohr 108 zur Erzeugung der Wirbel eingefügt ist, ein Wirbeldetektor 4, der die Druck.änderungen der erzeugten Wirbel in Lichtpulse als Antwort auf die Wirbelfrequenz umwandelt sowie weitere Teile. Eine elektronische Schaltung 6 zur Umwandlung des Lichtsignals des Wirbeldetektors 4 in ein elektrisches Signal ist über Glasfiberleitungen 5a und 5b an den Wirbeldetektor angeschaltet.In FIG. 29, an engine 101 (for example, the internal combustion engine an automobile) with a feed line 102. Line 102 includes one Air filter 103 and another filter element 104 and an inlet pipe 105, a throttle valve 106 and other elements. A tube 108 forms part of the inlet tube 105, the flow through the tube 108 being provided by a flow equalizer 109 is stabilized. A flow meter 107 with a Karman vortex street contains a vortex generator 2, which is inserted into the tube 108 to generate the vortices, a vortex detector 4, which converts the pressure changes of the vortices generated into light pulses in response to the vortex frequency as well as other parts. An electronic circuit 6 for converting the light signal of the vortex detector 4 into a electrical signal is on via fiber optic cables 5a and 5b turned on the vortex detector.

Wie aus Fig. 30 ersichtlich, ist der Wirbeldetektor 4 aus Löchern 20a und 20b, einer Kammer 16, die mit den Löchern kommuniziert und einer Vibrationsplatte 9, die Torsionsschwingungen in der Kammer ausführt, gebildet. Die Löcher weisen Öffnungen 4a und 4b auf, die an gegenüberliegenden Seiten des Generators 2 parallel zum Fluß angeordnet sind und einer Hindurchführung der Druckschwankungen der Wirbel dienen.As can be seen from Fig. 30, the vortex detector 4 is made up of holes 20a and 20b, a chamber 16 which is provided with the holes communicates and a vibration plate 9, which performs torsional vibrations in the chamber, formed. The holes have openings 4a and 4b on opposite sides Sides of the generator 2 are arranged parallel to the river and serve to guide the pressure fluctuations of the eddies.

Die einen Enden der Glasfiberleitungen 5a und 5b sind so angeordnet, daß ihre optischen Achsen die Rotationsachse des Vibrators in einen bestimmten Winkel kreuzen. Die Enden der Leitungen 5a und 5b sind mit einem lichtaussendenden Teil 6aOne ends of the fiber optic cables 5a and 5b are arranged so that their optical axes correspond to the axis of rotation of the Cross vibrators at a certain angle. The ends of the leads 5a and 5b are provided with a light emitting part 6a

BADBATH

- J£ - VPA 81 P 8611 DE- J £ - VPA 81 P 8611 DE

und einem lichterapfangenen Teil 6b versehen« Diese Elemente sind in einem Gehäuse 120 untergebracht« Ein Reinigungsstück. 122 enthält einen Begrenzer 124 und ein Filter 123. Die beschriebene Kammer ist über den Begrenzer 124 und das Filter 123 sowie durch eine Öffnung 121, welche im Gehäuse 120 nahe der lichtaussendenden Teile angeordnet ist, in Verbindung mit der Athmosphäre. ■and a light-captured part 6b provided «These elements are housed in a housing 120 «A cleaning piece. 122 includes a limiter 124 and a filter 123. The one described Chamber is via the restrictor 124 and the filter 123 as well as through an opening 121, which in the housing 120 is close of the light emitting parts is arranged in connection with the atmosphere. ■

Die Funktion der dargestellten Anordnung wird wie folgt beschrieben» Wenn beispielsweise Luft durch die Einführungsleitung 102 (vgl. Fig. 29) fließt und somit Wirbel auf der Seite der Öffnung 4a des Wirbelgenerators 2 erzeugt .(vgl» Fig. 30), wird damit der Druck auf der Seite der Öffnung 4a geringer wird als der Druck auf der Seite 4b. Wenn ein Paar solcher Wirbel erzeugt ist, bewirken solche Druckdifferenzen beim Vibrator 9 eine Torsionsschwingung (entsprechend einer Wechselwirkung). Eine Änderung der Intensität des reflektierten Lichts, hervorgerufen durch die Verbiegung bei dieser Schwingung, wird durch das lichtempfangene Teil 6b detektiert und durch die Glasfiberleitung 5b zur Messung der Wirbelfrequenz übertragen. Somit ist die Menge der eingeflossenen Luft aus dieser Frequenz abzuleiten. Der Druck in der Kammer 26 ist hierbei geringer als der Athmosphärendruck, weil auf der Seite der Öffnung 4a der Druck bekannterweise geringer als der Athmosphärendruck ist, und der Wirbelgenerator 2, der die Einführungsleitung auf der gegenüberliegenden Seite 4b verengt, führt zu der Verminderung des Drucks auch auf der Seite der Öffnung 4b»The function of the arrangement shown is described as follows » For example, if air flows through the introduction line 102 (see FIG. 29) and thus vortices on the Side of the opening 4a of the vortex generator 2 generated. (See » Fig. 30), the pressure on the side of the opening 4a becomes less than the pressure on side 4b. When a pair of such eddies are created, such pressure differentials cause them a torsional vibration in the vibrator 9 (corresponding to an interaction). A change in the intensity of the reflected Light caused by the bending in this vibration is detected by the light receiving part 6b and transmitted through the fiber optic line 5b for measuring the vortex frequency. Thus is the amount of flown To derive air from this frequency. The pressure in the chamber 26 is lower than the atmospheric pressure because the pressure is known to be lower on the side of the opening 4a than the atmospheric pressure, and the vortex generator 2, which is the introduction line on the opposite side 4b narrows, leads to the reduction of the pressure also on the side of the opening 4b »

Demgemäß ist immer, wenn das Automobil gefahren und somit Luft angesaugt wird^ der Druck in der Kammer 26 negativ. Mit .anderen Worten wird, wenn nicht der Motor einen Rückschlag verursacht. Luft· durch diesen Unterdruck angesaugt und dadurch die Innenseite des Einführungsrohrs in diesem negativen "Druck gehalten^ Hodurch immer saubere Luft durch dasAccordingly, it is always when the automobile is driven and thus Air is sucked in ^ the pressure in the chamber 26 is negative. With In other words, if not the engine will have a kickback caused. Air · sucked in by this negative pressure and thereby the inside of the insertion tube in this negative "Pressure kept ^ by keeping the air clean

- >3 - VPA 81 P 8611 DE-> 3 - VPA 81 P 8611 DE

Reinigungsteil 122 zu dem lichtsendenden Teil geführt wird und dieses somit gesäubert bzw. von Verunreinigungen von vornherein freigehalten wird. Wenn die gesäuberte Luft in der Einführungsleitung 102 durch die Löcher 20a, 20b und die Öffnungen Aa, 4b fließt, wird die Menge der Luft jedoch nicht gemessen. Wie auch immer, der Begrenzer 124 begrenzt die beschriebene Luftmenge auf weniger als 0,1 % der insgesamt angesaugten Luft. Dadurch ist weder die Meßgenauigkeit noch die Erzeugung der Wirbel beeinflußt. 10Cleaning part 122 is guided to the light-emitting part and this is thus cleaned or kept free of contamination from the outset. However, when the cleaned air in the introduction pipe 102 flows through the holes 20a, 20b and the openings Aa, 4b, the amount of the air is not measured. However, the limiter 124 limits the amount of air described to less than 0.1 % of the total intake air. This affects neither the measuring accuracy nor the generation of the eddies. 10

Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen zur Durchführung der Schwankungen des Wirbeldrucks an gegenüberliegenden Seiten des Wirbelgenerators 10 angeordnet. Diese Öffnungen können auch an Orten in der Nachbarschaft des Generators und an in Strömungsrichtung dahinterliegenden Orten angebracht werden, so lange sie überhaupt Wirbel erfassen. Dadurch kann, da der Druck innerhalb der Einführungsleitung 102 immer niedriger ist als der Athmosphärendruck, die Luft von außerhalb des Rohrs gereinigt werden.In the embodiment described above, the openings are to carry out the fluctuations in eddy pressure on opposite Sides of the vortex generator 10 arranged. These openings can also be in places in the vicinity of the Generator and at locations behind in the direction of flow, as long as they detect eddies at all. As a result, since the pressure within the introduction line 102 is always lower than the atmospheric pressure, the air can be cleaned from outside the pipe.

· Ein weiteres Beispiel einer Anordnung eines Druchflußmessers mit einer Karman1sehen Wirbelstraße ist in der Fig. 31 gezeigt. In der Fig. 31 ist ein Motor 101 mit einer Einfürungsleitung 102 dargestellt, wobei diese Einführungsleitung einen Luftfilter 103, weitere Filterelemente 104, ein Einführungsrohr 105 und eine Drosselklappe 106 aufweist. Ein Wirbeldruchflußmesser 107 ist innerhalb der Einführungsleitung 102 montiert und enthält ein Rohr 108, welches Teil des Einführungsrohrs 105 ist, einen Durchflußbegrenzer 109 zur Stabilisierung des Durchflusses in dem Rohr 108 und einen Wirbeldetektor 4. Dieser Wirbeldetektor 4 befindet sich -innerhalb der Einführungsleitung und arbeitet derart, daß er Druckschwankungen aufgrund der Wirbel in Lichtsignale zur Produktion von Lichtpulsen entsprechend der Wirbelfrequenz umwandelt. Diese Elemente sind alle im Motorraum beispiels-Another example of an arrangement of a flow meter with a Karman 1 vortex street is shown in FIG. 31 shows a motor 101 with an inlet line 102, this inlet line having an air filter 103, further filter elements 104, an inlet pipe 105 and a throttle valve 106. A vortex flow meter 107 is mounted within the introduction line 102 and contains a pipe 108 which is part of the introduction pipe 105, a flow limiter 109 for stabilizing the flow in the pipe 108 and a vortex detector 4. This vortex detector 4 is located within the introduction pipe and operates in such a way that it converts pressure fluctuations due to the vortex into light signals for the production of light pulses according to the vortex frequency. These elements are all exemplified in the engine compartment

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

ο ο ο «toο ο ο «to

- &k - VPA 81 P 8611 DE- & k - VPA 81 P 8611 DE

weise eines Automobils installiert«. Eine elektrische Schaltung 12 zur Umwandlung der Lichtsignale des Wirbeldetektors 4 in ein elektrisches Signal ist dagegen im Fahrerraum des Automobils angeordnet, möglichst in einer Umgebung in der sie weniger beeinflußt wird durch die Temperatur und elektrische Störungen etc. als im Motorraum. Die elektrische Schaltung ist mit dem Wirbeldetektor 4 des Durchflußmessers 107 im Motorraum über die Glasfiberleitung 5 verbunden. Bei dieser Anordnung werden die aufgrund der Wirbel detektierten Signale als Lichtsignale vom Motorraum in den Fahrerraum über die Leitung 5 als eine optische Lichtwellenleitung übertragen und demgemäß ist diese Anordnung überhaupt nicht beeinflußbar durch Temperatur und elektromagnetische Störungen. Die Energieversorgung dieser beschriebenen Meßanordnung erfolgt direkt mit Gleichstrom und benötigt lediglich eine ausreichende Stabilisierung, die auf einfache Weise durchgeführt werden kann. wisely installed in an automobile «. An electrical circuit 12 for converting the light signals of the vortex detector 4 In contrast, an electrical signal is in the driver's compartment of the automobile arranged, if possible in an environment in which they are less is affected by the temperature and electrical disturbances etc. than in the engine room. The electrical circuit is with the vortex detector 4 of the flow meter 107 in the engine compartment connected via the fiber optic line 5. With this arrangement, the signals detected due to the eddies are called Light signals are transmitted from the engine compartment to the driver's compartment via line 5 as an optical fiber optic line and accordingly this arrangement cannot be influenced at all by temperature and electromagnetic interference. The energy supply This measuring arrangement described takes place directly with direct current and only requires sufficient stabilization, which can be carried out in a simple manner.

In der Fig. 32 ist eine weitere Anwendung eines erfindungsgemäßen Durchflußmessers gezeigt, bei der ein Motor 101, eine Einführungsleitung 102 - mit Filterelement 104, Einführungsrohr 105, Drosselklappe 106 etc. - einem Wirbeldurchflußmesser 107 innerhalb des Einführungsrohres und einem Durchflußbegrenzer 109 vorhanden ist« Ferner ist hier ein Wirbelgenerator 2 innerhalb der EinfUhrungsleitung zur Erzeugung der Wirbel angeordnet, und es ist ein Wirbeldetektor 4 vorhanden« Dieser dargestellte Mechanismus wandelt Druckschwankungen aufgrund von Wirbeln in Lichtsignale um und erzeugt ein Lichtausgangssignal entsprechend der Wirbelfrequenz. Darüberhinaus ist ein Rohr 130 (wird später beschrieben) und ein Durchflußbegrenzer 131 vorhanden.32 shows a further application of one according to the invention Flow meter shown, in which a motor 101, an inlet line 102 - with filter element 104, inlet tube 105, throttle valve 106, etc. - a vortex flow meter 107 inside the inlet tube and a flow limiter 109 is present. There is also a vortex generator here 2 within the lead-in to generate the Vortex arranged, and there is a vortex detector 4 " This illustrated mechanism converts pressure fluctuations due to eddies into light signals and generates a light output signal according to the vortex frequency. In addition, there is a pipe 130 (to be described later) and a flow restrictor 131 available.

Zur Einführung von Luft in einen Kasten 134 zur Kühlung der Komponenten einer Signalverarbeitungsschal-tung 25 ist dieser Durchflußmesser so gestaltet^ daß das Rohr 130 - zur Führung der Luft in den Motor bei negativen Druck - mit dem Kasten 134To introduce air into a box 134 for cooling the components of a signal processing circuit 25, this box is used Flow meter designed so that the pipe 130 - for guiding the air into the engine at negative pressure - with the box 134

- >5 -. . VPA 81 P 8611 DE-> 5 -. . VPA 81 P 8611 DE

über den Begrenzer 131/ wie in den Fig. 32 und 33 dargestelt, verbunden ist. Eine weitere Einführungsleitung 132 zur Einführung von Luft in den Kasten 134 ist über den Luftfilter zur Athmosphäre hin geöffnet. Der Austausch von Luft durch den Luftfilter 133, das Rohr 132, den Kasten 134, das Rohr 130 und die Einführungsleitung 102 ist hervorgerufen durch den negativen Druck innerhalb des Motors; Somit ist sichergestellt, daß, wenn die Temperatur innerhalb des Motorraums steigt, eine Temperatursteigerung bei den Schalungselementen des Signalverarbeitungsbausteins 25 verhindert ist, weil durch den Kasten 134 ständig Luft fließt. Wenn der Motor nach einer Fahrt mit sehr hoher Geschwindigkeit ausgestellt wird, ist die Temperatur im Motorraum sehr hoch,, jedoch kann auch in diesem Fall durch den verbleibenden großen negativen Druck im Motor die Luft durch den Kasten 134 zur ausreichenden Kühlung fließen.via the limiter 131 / as shown in FIGS. 32 and 33, connected is. Another lead-in line 132 for lead-in of air in box 134 is via the air filter open to the atmosphere. The exchange of air through the Air filter 133, tube 132, box 134, tube 130 and the lead-in conduit 102 is caused by the negative pressure inside the engine; This ensures that when the temperature inside the engine compartment rises, an increase in temperature in the formwork elements of the Signal processing module 25 is prevented because air is constantly flowing through box 134. If the engine after a Driving at very high speed is issued, the temperature in the engine compartment is very high, however, it can also be in In this case, by the remaining large negative pressure in the engine, the air through the box 134 for sufficient cooling flow.

Wenn die Drosselklappe des Motors voll geöffnet ist, ist der negative Druck gering und der Fluß von Luft durch den Kasten 134 vermindert sich; jedoch fließt in diesem Fall eine große Menge Luft durch die Einführungsleitung, wodurch die Temperatur auch hier innerhalb des Kastens 134 in einem ausreichenden Maß gehalten wird. Ferner beträgt die zur Kühlung angesaugte Luft nur 0,1 % des gesamten Durchflusses, wodurch die Meßgenauigkeit des Durchflußmessers nicht beeinflußt wird.When the engine throttle is fully open, the negative pressure is low and the flow of air through box 134 decreases; however, in this case a large amount of air flows through the introduction pipe, whereby the temperature within the box 134 is maintained to a sufficient extent here as well. Furthermore, the air sucked in for cooling is only 0.1 % of the total flow, so that the measuring accuracy of the flow meter is not affected.

Die Öffnungen zum Einlassen der Luft können zur Einführungsleitung hin offen sein. In diesem Fall ist das Luftfilter nicht notwendig. Im einzelnen kann die Öffnung zur Einleitung der Luft hinter dem Wirbelgenerator 2 und in Strömungsrchtung vor der Drosselklappe 106 angeordnet sein, was mit der unterbrochenen Linie in Fig. 33 angedeutet ist. Somit ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Menge der eingesaugten Luft bereits meßbar, bevor sie die Öffnungen erreicht.The openings for admitting the air can be open to the introduction line. In this case it is the air filter unnecessary. In detail, the opening for introducing the air can be behind the vortex generator 2 and in the direction of flow be arranged in front of the throttle valve 106, what with the interrupted Line in Fig. 33 is indicated. Thus, in this embodiment, the amount of sucked air is can already be measured before it reaches the openings.

· ■ · ·· ■ · ·

- VPÄ 81 P 8611 DE Während die Erfindung im einzelnen im Zusammenhang mit ausgewählten Ausführungsforraen beschrieben ist, sind selbstverständlich auch eine Anzahl von Änderungen und Variationen zur Schaffung von vorteilhaften Wirkungen bei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen möglich, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.- VPÄ 81 P 8611 DE While the invention in detail in connection with selected Embodiments are described, are of course also a number of changes and variations to create beneficial effects on different ones Embodiments possible without the subject matter of Invention to leave.

24 Ansprüche
33 Figuren
24 claims
33 figures

Claims (1)

VPA 81 P 8611 DE Patentansprüche VPA 81 P 8611 DE claims 1 J Durchflußmesser mit Karman'scher isiirbelstraße zur Messung —'1 J flow meter with Karman's isiirbelstrasse for measuring - ' der Durchflußmenge oder der Geschwindigkeit eines Mediums mit - zwei Pfeilern (2a, 2b) (Wirbelkörper),, die in Durchflußrichtung hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet -, daßthe flow rate or the speed of a medium - two pillars (2a, 2b) (vertebral bodies) ,, which in the direction of flow are arranged one behind the other, characterized in - that - ein in Strömungsrichtung vorn liegender erster Pfeiler (2a) vorhanden ist, der einen gleichschenkligen dreieckförmigen-Querschnitt aufweist und- a first pillar (2a) at the front in the direction of flow is present, which has an isosceles triangular cross-section has and - ein zweiter, in Strömungsrichtung dahinterliegender zweiter Pfeiler (2b) vorhanden ist, der einen gleichschenkligen trapezförmigen Querschnitt aufweist, daß- a second, behind in the direction of flow, second Pillar (2b) is present, one of which is isosceles trapezoidal cross-section that - die Grundlinie des Querschnitts des ersten Pfeilers (2a)- the baseline of the cross-section of the first pillar (2a) gleich der Grundlinie des Querschnitts des zweiten Pfeilers (2b) ist und daßis equal to the base line of the cross section of the second pillar (2b) and that - der erste Pfeiler (2a) und zweite Pfeiler (2b) so angeordnet sind, daß die Grundlinien parallel zueinander in einem vorgegebenen Abstand (l) verlaufen und quer zur Durchflüßrichtung des zu messenden Mediums liegen«. (Fig» 4)- The first pillar (2a) and second pillar (2b) are arranged so that the baselines are parallel to each other in one specified distance (l) and transverse to the direction of flow of the medium to be measured «. (Fig »4) 2» Durchflußmesser nach Anspruch 1,2 »flow meter according to claim 1, dadurch gekennzeichnet , daßcharacterized in that - der dreieckförmige Querschnitt des ersten Pfeilers (2a) einen vertikalen Winkel von 90° bis 120° aufweist,- the triangular cross-section of the first pillar (2a) has a vertical angle of 90 ° to 120 °, - die gleichen Schenkel des trapezförmigen Querschnitts des zweiten Pfeilers (2b) einen Winkel einschließen, der kleiner als 40® ist und daß- the same legs of the trapezoidal cross-section of the second pillar (2b) enclose an angle which is less than 40® and that - die in Durchflußrichtung liegende Höhe h des trapezförmigen Querschnitts des zweiten Pfeilers (2b) kleiner als d/2 ist,- The height h of the trapezoidal one in the direction of flow The cross-section of the second pillar (2b) is smaller than d / 2, wobei d die Länge der Grundlinie ist und der erste und der .. zweite Pfeiler (2a, 2b) in einem Abstand (1) von 0,2 bis 0,3 χ d angeordnet sind«, ■where d is the length of the baseline and the first and the .. second pillars (2a, 2b) at a distance (1) from 0.2 to 0.3 χ d are arranged «, ■ BAD ORIGINALBATH ORIGINAL - «2· VPA 81 P 8611 DE- «2 · VPA 81 P 8611 DE 3· Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß - die beiden Seitenflächen des zweiten Pfeilers (2b) jeweils mit einer Öffnung (4a, 4b) versehen sind, durch die Druck-Schwankungen aufgrund der erzeugten Wirbel geleitet werden (Fig. 4).3 flow meter according to claim 1 or 2, characterized in that - the two side surfaces of the second pillar (2b) each are provided with an opening (4a, 4b) through which pressure fluctuations due to the vortices generated (Fig. 4). 4. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß - zur Messung der aufgrund der Wirbel der Karmän1sehen Wirbelstraße hervorgerufenen Druckschwankungen ein Vibrator (8). vorhanden ist, der mit den Druckschwankungen beaufschlagt ist und aus den durch diese Druckschwankungen hervorgerufenen Schwingungen die Frequenz der Wirbel erfaßt, und daß - der Vibrator (8) in einer Vibrationskammer (16) angeordnet ist und sich in einem Massengleichgewicht relativ zu einer Zentrierbohrung |.m Schwerpunkt des Vibrators (8) befindet, wodurch der Vibrator (8) Torsionsschwingungen um die Zentrierbohrung ausführen kann (Fig. 11).4. Flow meter according to one of the preceding claims, characterized in that - for measuring the pressure fluctuations caused by the vortices of the Karmän 1 see vortex street, a vibrator (8). is present, which is acted upon by the pressure fluctuations and detects the frequency of the vortices from the vibrations caused by these pressure fluctuations, and that - the vibrator (8) is arranged in a vibration chamber (16) and is in a mass equilibrium relative to a centering hole |. The center of gravity of the vibrator (8) is located, whereby the vibrator (8) can perform torsional vibrations around the centering hole (Fig. 11). 5. Durchflußmesser nach Anspruch 4, . dadurch gekennzeichnet , daß5. Flow meter according to claim 4,. characterized in that - der Vibrator (8) eine Vibrationsplatte (9) aufweist und von einem Paar Spannbänder (10a, 10b) getragen wird (Fig. 12).- The vibrator (8) has a vibrating plate (9) and is carried by a pair of tensioning straps (10a, 10b) (Fig. 12). 6. Durchflußmesser nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß6. Flow meter according to claim 4 or 5, characterized in that - die Spannbänder (10a, 10b) an ihren Enden fest eingespannt, sind und mit einer mechanischen Spannung beaufschlagt sind.- the tensioning straps (10a, 10b) firmly clamped at their ends, and are subjected to mechanical tension. . ■. ■ 7. Durchflußmesser nach Anspruch 6,
.dadurch gekennzeichnet , daß
7. Flow meter according to claim 6,
. characterized in that
- ein Teil eines der Spannbänder (10b) im Bereich des festen Endes mit der mechanischen Spannung beaufschlagt ist',- Part of one of the tightening straps (10b) in the area of the fixed The end is subjected to the mechanical tension ', - ' - ■ .- '- ■. BAD ORIGINALBATH ORIGINAL . ό- VPA 81 P 8611 DE. ό- VPA 81 P 8611 DE - wobei an einem Abstützpunkt in einer Kammer zur Umhüllung der Spannbänder (17a, 17b) eine Feder (31) mit einer kleinen Federkonstante vorhanden ist, die einen Druck auf den Teil des Spannbandes (17b) ausübt (Fig« 16.).- being at a support point in a chamber for wrapping of the tightening straps (17a, 17b) a spring (31) with a small spring constant is present which exerts a pressure on the part of the tightening strap (17b) exercises (Fig. 16). 8«, Durchflußmesser nach Anspruch 4,8 ", flow meter according to claim 4, dadurch gekennzeichnet , daßcharacterized in that - der Vibratorauf einer Platte (9) angeordnet ist, die in der Vibrationskammer (16) eingeschlossen ist, wobei diese- the vibrator is arranged on a plate (9) which is in the Vibration chamber (16) is included, this 10' Platte (9) die Vibrationskammer (16) in zwei Teilräume (26; 19a, 19b) unterteilt und daß10 'plate (9) divides the vibration chamber (16) into two sub-spaces (26; 19a, 19b) and that - ein erster Teilraum (26) mit einer Einrichtung zur Detektion der Verbiegung der Platte (9) versehen ist und der andere Teilraum mit Einführungskanälen (4a, 4b) für die zu messenden Druckschwankungen versehen ist, wodurch die Detektionseinrichtung (23, 24, 25 ο„ο) und die Einführungskanäle durch die Platte (9) voneinander isoliert sind (Fig. 18).- A first sub-space (26) with a device for detection the bending of the plate (9) is provided and the other Partial space with inlet channels (4a, 4b) for the to be measured Pressure fluctuations is provided, whereby the detection device (23, 24, 25 ο "ο) and the introduction channels through the plate (9) are isolated from each other (Fig. 18). 9» Durchflußmesser nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet , daß
9 »flow meter according to claim 8,
characterized in that
- der zweite Teilraum weiterhin in zwei Unterkammern (19a, 19b) aufgeteilt ist, wobei die Zentrierbohrung der Platte (9) den Teilraum symmetrisch teilt, und daß- The second sub-space is further divided into two sub-chambers (19a, 19b), the centering hole of the plate (9) divides the subspace symmetrically, and that - die Unterkammern (19a, 19b) alternierend mit den Druck-Schwankungen beaufschlagt sind (Fig. 18).- The sub-chambers (19a, 19b) alternate with the pressure fluctuations are acted upon (Fig. 18). 10» Durchflußmesser nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß10 »flow meter according to claim 8 or 9, characterized in that - die Detektionseinrichtung ein lichtaussendendes Teil (23), ein lichtempfangenes Teil (24) und mit diesen verbundene Lichtübertragungsteile aufweisen, daß- the detection device has a light-emitting part (23), a light-receiving part (24) and light-transmitting parts connected thereto, that -τ die offenen Enden der lichtübertragenden Teile (Glasfiber- leitung 5) so angeordnet sind, daß jedes jeweils einem Ende der Platte (9) im ersten Teilraum (26) gegenüberliegt, wodurfch"durch eine Änderung der Intensität des reflektierten Lichts resultierend aus der rotierenden Verbiegung der Platte (9) detektiert wird (Fig. 18).-τ the open ends of the light-transmitting parts (glass fiber line 5) are arranged in such a way that each is opposite one end of the plate (9) in the first sub-space (26), "what through." a change in the intensity of the reflected light resulting from the rotating deflection of the Plate (9) is detected (Fig. 18). BAD ORIGINALBATH ORIGINAL - k " VPA 81 P 8611 DE- k " VPA 81 P 8611 DE 11 . Durchflußmesser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß11. Flow meter according to claim 10, characterized in that - die Oberflächen der offenen Enden so angeordnet sind, daß sie dann parallel zur Platte (9) sind, wenn die Platte (9) sich in ihrer maximalen Drehungsposition befindet, bei welcher eine weitere Rotation durch die Wände der Vibrationskammer verhindert ist (Fig. 15)· - the surfaces of the open ends are arranged so that they are then parallel to the plate (9) when the plate (9) is in its maximum rotational position, in which further rotation is prevented by the walls of the vibration chamber (Fig. 15). 12. Durchflußmesser nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet. , daß12. Flow meter according to claim 8 or 9, characterized. , that - zumindest ein Paar von Vorrichtung zur Lichtaussendung und zum Lichtempfangen vorhanden sind, die zur Detektion der schwingenden Verbiegung der Plaatte dieser gegenüberliegend angeordnet sind.- At least one pair of devices for emitting and receiving light are present, which are used to detect the oscillating bending of the plate these are arranged opposite one another. 15. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß15. Flow meter according to one of claims 4 to 12, characterized in that - die gesamte Schwingungserfassungseinrichtung so ausgebildet ist, daß die Eigenschwingungen (Resonanzfrequenz) des Vibrators im wesentlichen gleich der niedrigsten zu erwartenden Frequenz der Wirbel ist. ·- The entire vibration detection device is designed so that the natural vibrations (resonance frequency) of the Vibrator is essentially equal to the lowest expected frequency of the vortex. · 14. Durchflußmesser nach Anspruch 13, . dadurch gekennzeichnet , daß - der Vibrator derart auf der Platte angeordnet ist, daß sich diese Anordnung in einem Massengleichgewicht befindet, wodurch die Platte Torsionsschwingungen ausführen kann.14. Flow meter according to claim 13,. characterized in that - the vibrator is arranged on the plate in such a way that this arrangement is in mass equilibrium, whereby the plate can perform torsional vibrations. 15. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß15. Flow meter according to one of claims 4 to 14, characterized in that - der Vibrator gedämpft ist.- the vibrator is dampened. 16. Durchflußmesser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß - die'Spannbänder (10a, 10b) so ausgebildet sind, daß sie selbst die Dämpfung bewirken.16. Flow meter according to claim 15, characterized in that - The tension straps (10a, 10b) are designed so that they themselves cause the damping. VPA 81 p 8611 DEVPA 81 p 8611 DE 17. Durchflußmesser nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß17. Flow meter according to claim 16, characterized in that - die Spannbänder (10a, 10b) mit einem visko-elastischen Material überzogen sind, wodurch die Spannbänder (10a, 10b) eine entsprechende Dämpfungscharakteristik erhalten»- The tensioning straps (10a, 10b) with a visco-elastic Material are coated, whereby the tensioning straps (10a, 10b) receive a corresponding damping characteristic » 18. Durchflußmesser nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß18. Flow meter according to claim 16, characterized in that - die Kammer, die die Spannbänder (10a, 10b) einschließt, mit Dämpfungsmaterial gefüllt ist«,- The chamber that encloses the tensioning straps (10a, 10b) with Damping material is filled ", 19. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß19. Flow meter according to one of claims 10 to 18, characterized in that - eine Signalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung des detektierten Signals vorhanden ist, die eine Integratorschaltung (632) zur Integration des Ausgangssignals der Detektionseinrichtung (61, 62) und eine Koraparatorschaltung (634) zum Vergleich des Ausgangssignals der Integratorschaltung (632) mit dem Ausgangssignal der Detektionseinrichtung (61, 62) aufweist (Fig. 27)ο- A signal processing circuit for processing the detected signal is present, which is an integrator circuit (632) for integrating the output signal of the detection device (61, 62) and a correlator circuit (634) for comparing the output signal of the integrator circuit (632) with the output signal of the detection device (61, 62) (Fig. 27) ο 20. Durchflußmesser nach Anspruch 19,20. Flow meter according to claim 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Signalverarbeitungsschaltung folgende.Bausteine enthält:characterized in that the Signal processing circuit contains the following components: - ein Differenzverstärker (6352) z^r Verstärkung der Differenz zwischen dem Ausgangssignal der Integratorschaltung (632) und dem Ausgangssignal der Detektionseinrichtung (61, 62),- A differential amplifier (635 2 ) for amplifying the difference between the output signal of the integrator circuit (632) and the output signal of the detection device (61, 62), - einen zweiten Verstärker (635■*) zur weiteren Verstärkung des Ausgangssignäls des Differenzverstärkers (635p) und- a second amplifier (635 ■ *) for further amplification the output signal of the differential amplifier (635p) and - eine Verstärkungsregeleinrichtung (635^) zur Regelung der ,_ Verstärkung des zweiten Verstärkers (635*) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Integratorschaltung (632) und zur Kompensation von Amplitudenverminderungen des Ausgangssignals der Detektionseinrichtung (61, 62) (Fig. 28).- A gain control device (635 ^) for controlling the , _ Gain of the second amplifier (635 *) as a function of from the output signal of the integrator circuit (632) and to compensate for amplitude reductions in the output signal the detection device (61, 62) (Fig. 28). BAD ORIGINALBATH ORIGINAL -Ό- VPA 81 P 8611 DE -Ό- VPA 81 P 8611 DE 21. Anwendung eines Durchflußmessers nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Messung der Menge der von einem Automobilmotor angesaugten Luft,21. Use of a flow meter according to one of the preceding Claims for measuring the amount of energy produced by an automobile engine sucked in air, gekennzeichnet durch eine Kombination folgender Merkmale:characterized by a combination of the following features: - es ist eine Pfeileranordnung (2), die sich in einem Pfad durch die Ansaugleitung (102) des Motors (101) befindet, vorhanden, wobei die Pfeileranordnung (2) eine Karmän'sche Wirbelstraße in der angesaugten Luft erzeugt, - ein Vibrator ist so angeordnet, daß er durch die erzeugten Wirbel in Schwingungen versetzt wird und eine Verbiegungs-Detektions-Einrichtung (4) zur optischen Detektion der Verbiegung des Vibrators wirksam wird,- it is a pillar arrangement (2) which is located in a path through the intake pipe (102) of the engine (101), present, the pillar arrangement (2) being a Karmän'sche Vortex street generated in the sucked air, - a vibrator is arranged so that it is generated by the Vortex is vibrated and a deflection detection device (4) is effective for the optical detection of the bending of the vibrator, - außerdem ist eine Anordnung zur Reinigung der angesaugten Luft und zur Begrenzung dieser Luft auf eine vorgegebene Menge und- There is also an arrangement for cleaning the suctioned Air and to limit this air to a predetermined amount and - eine optische Anordnung, welche den Vibrator und die Verbiegungs-Detektions-Einrichtung (4) enthält und mit der gereinigten Luft versorgt ist (Fig. 29).- An optical arrangement which contains the vibrator and the deflection detection device (4) and with the purified air is supplied (Fig. 29). 22. Anwendung des Durchflußmessers nach einem der Ansprüche bis 20,22. Application of the flow meter according to one of the claims until 20, gekennzeichnet durch eine Kombination folgender Merkmale:characterized by a combination of the following features: - ein mit einer Pfeileranordnung (2) aufgebauter Wirbelgenerator ist im Ansaugstutzen eines Motors (101) zur Erzeugung einer Karmin'sehen Wirbelstraße vorhanden, wobei diese Wirbel alternierend auf gegenüberliegenden Seiten des Wirbelgenerators einwirken,- a vortex generator built up with a pillar arrangement (2) is provided in the intake manifold of an engine (101) for generating a carmine vortex street, these vortices act alternately on opposite sides of the vortex generator, - ein Vibrator (8) ist außerhalb der Ansaugleitung (102) vorhanden und vibriert aufgrund des Wirbeldrucks, der von dem >. Wirbelgenerator erzeugt ist,
- eine optische Verbiegungs-Detektions-Einrichtung (4) mit einem lichtaussendenden Teil (6a) und.einem lichtempfangenen Teil (6b) zur optischen Detektion der Verbiegung des Vibrators (9), wobei die optische Einrichtung außerhalb der Ansaugleitung (102) angeordnet ist,
- A vibrator (8) is provided outside the suction line (102) and vibrates due to the vortex pressure generated by the>. Vortex generator is generated,
- An optical bending detection device (4) with a light emitting part (6a) and a light receiving part (6b) for optical detection of the bending of the vibrator (9), the optical device being arranged outside the suction line (102),
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL ftft OO O ©■O © ■ OO IlIl ββ O ·O · 0 β0 β οο Φ O βΦ O β O QOO QO OO OO O OO O . φ. φ O OO O QQ OO σσ O Φ OO Φ O OO O OO O
VPA 8.1 P 8611 DEVPA 8.1 P 8611 DE - ein Durchflußmessergehäuse,, welches den Wirbelgenerator, den Vibrator (9) und die optische Einrichtung enthält, ist im Motorraum untergebracht und- a flow meter housing, which contains the vortex generator, contains the vibrator (9) and the optical device is housed in the engine compartment and - eine elektrische Signalverarbeitungsschaltung (12) ist- is an electrical signal processing circuit (12) außerhalb des Motorraums angeordnet und wandelt die Lichtsignale der Durchflußmesserteile im Motorraum in ein elektrisches Signal um, mit dem die Menge der angesaugten Luft erfaßt ifird; die elektrische Signalverarbeitungsschaltung ist mit dem Durchflußmessergehäuse im Motorraum durch eine .10 Glasfiberleitung (5) verbunden (Fig, 31) =arranged outside the engine compartment and converts the light signals of the flow meter parts in the engine compartment into an electrical one Signal um, with which the amount of air sucked in is detected; the electrical signal processing circuit is with the flow meter housing in the engine compartment through a .10 fiber optic cable (5) connected (Fig, 31) = 23. Anwendung eines Duchflußmesser nach den Ansprüchen 1 bis. zur Messung der von einem Automobilmotor angesaugten Luft, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale?23. Application of a flow meter according to claims 1 to. for measuring the air sucked in by an automobile engine, characterized by the combination the following features? - ein Signalverarbeitungsbaustein (25) verarbeitet die detektierten Wirbelsignale und- A signal processing module (25) processes the detected ones Vortex signals and - ein Gehäuse (134), in dem die Signalverarbeitungsschaltung (2^) untergebracht ist, kommuniziert auf einer Seite mit einer Luftansaugleitung über ein Rohr auf der in Strömungsrichtung hinter einer Drosselklappe liegenden Seite, wobei die andere Seite des Gehäuses (134) mit der Athraosphäre in Verbindung ist, und wodurch aufgrund des negativen Drucks auf dieser Seite der Drosselklappe Luft von der Athmosphäre durch das Gehäuse zur Kühlung der elektrischen Bauelemente der Signalverarbeitungsschaltung (25) geleitet ist (Fig» 33)- A housing (134), in which the signal processing circuit (2 ^) is housed, communicates on one side with an air intake line via a pipe on the side lying behind a throttle valve in the flow direction, the other side of the housing (134) with the athraosphere is connected, and due to the negative pressure on this side of the throttle valve, air from the atmosphere is passed through the housing for cooling the electrical components of the signal processing circuit (25) (Fig »33) 24» Anwendung eines Durchflußmessers nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß - die Luft zur Kühlung der elektrischen Bauelea-ente der24 »Use of a flow meter according to claim 23, characterized in that - the air for cooling the electrical components Signalverarbeitungsschaltung (25) durch ein Einlaßrohr in -. das Gehäuse (134) eingefügt wird, welches in Strömungsrich- • tung hinter dem Wirbelgenerator und vor der DrosselklappeSignal processing circuit (25) through an inlet pipe in -. the housing (134) is inserted, which is in the flow direction • behind the vortex generator and in front of the throttle valve angeordnet ist (Fig. 33)ο
35
is arranged (Fig. 33) ο
35
DE19823241988 1981-11-10 1982-11-10 FLOWMETER WITH KARMAN'SCHER VERBELSTRASSE Granted DE3241988A1 (en)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56179072A JPS5880525A (en) 1981-11-10 1981-11-10 Karman vortex flowmeter
JP56179070A JPS5880523A (en) 1981-11-10 1981-11-10 Karman vortex flowmeter
JP56179071A JPS5880524A (en) 1981-11-10 1981-11-10 Karman vortex flowmeter
JP57066330A JPS58184511A (en) 1982-04-22 1982-04-22 Intake air flowmeter of engine
JP57066331A JPS58184512A (en) 1982-04-22 1982-04-22 Karman's vortex street flowmeter
JP57102676A JPS58219416A (en) 1982-06-15 1982-06-15 Karman's vortex street flowmeter
JP8936482U JPS58191522U (en) 1982-06-15 1982-06-15 Karman vortex flow meter
JP57102673A JPS58218617A (en) 1982-06-15 1982-06-15 Karman's vortex stress flowmeter
JP57102675A JPS58219415A (en) 1982-06-15 1982-06-15 Karman's vortex street flowmeter
JP57102677A JPS58219417A (en) 1982-06-15 1982-06-15 Intake air flowmeter of engine
JP57102674A JPS58219414A (en) 1982-06-15 1982-06-15 Karman's vortex street flowmeter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3241988A1 true DE3241988A1 (en) 1983-06-23
DE3241988C2 DE3241988C2 (en) 1988-10-27

Family

ID=27582058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823241988 Granted DE3241988A1 (en) 1981-11-10 1982-11-10 FLOWMETER WITH KARMAN'SCHER VERBELSTRASSE

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE3241988A1 (en)
GB (6) GB2159946B (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3713049A1 (en) * 1986-04-18 1987-10-22 Honda Motor Co Ltd FLOW SHADOW FLOW METER
DE3713050A1 (en) * 1986-04-18 1987-10-22 Honda Motor Co Ltd FLOW SHADOW FLOW METER
DE102012109580A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-10 Prüftechnik Dieter Busch AG Sensor arrangement and method for producing a sensor arrangement

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2145818B (en) * 1983-08-24 1987-02-04 Gen Electric Co Plc Flowmeters
US4520678A (en) * 1983-09-13 1985-06-04 The Foxboro Company Small line-size vortex meter
US4838092A (en) * 1986-03-15 1989-06-13 Oval Engineering Co., Ltd. Vortex flow meter
US4782710A (en) * 1986-04-30 1988-11-08 Fuji Electric Co., Ltd. Karman vortex flow meter
GB2211612B (en) * 1987-10-27 1991-10-23 Fuji Electric Co Ltd Karman vortex flow meter
GB8819782D0 (en) * 1988-08-19 1988-09-21 Bentley J P Flowmeters
CN105444833B (en) * 2015-12-22 2018-10-19 南京铂锐能源科技有限公司 A kind of equal pressure chamber, its installation method and the section formula gas flow surveying instrument comprising it
US10175083B1 (en) * 2017-08-30 2019-01-08 Schneider Electric Systems Usa, Inc. Vortex flowmeter having injection cleaning ports

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3589185A (en) * 1969-09-04 1971-06-29 Fischer & Porter Co Vortex type flowmeter
JPS4621501Y1 (en) 1970-04-07 1971-07-24
DE2446856A1 (en) * 1974-05-22 1975-11-27 Toyota Motor Co Ltd CONTROL DEVICE FOR THE FUEL SUPPLY IN AN INJECTION ENGINE
DD127531A1 (en) * 1976-07-15 1977-09-28
JPS5536933A (en) 1978-09-06 1980-03-14 Toshiba Corp Manufacturing of infrared detection array element
DE3222714A1 (en) * 1981-06-15 1983-01-13 Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa FLOW MEASURING DEVICE ACCORDING TO THE PRINCIPLE OF THE KARMAN'S VESSEL ROAD
JPH02150171A (en) * 1988-12-01 1990-06-08 Canon Inc Facsimile equipment

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4262544A (en) * 1979-02-21 1981-04-21 Fischer & Porter Co. Torque-transducer for vortex-shedding flowmeter having torsional sensor
US4226117A (en) * 1979-02-21 1980-10-07 Fischer & Porter Co. Vortex-shedding flowmeter having drag-actuated torsional sensor
US4329880A (en) * 1979-05-10 1982-05-18 Fischer & Porter Co. Vortex-shedding flowmeter with torsional sensor mounted on torque tube
GB2031150B (en) * 1979-07-31 1983-02-02 Fischer & Porter Co Flowmeter
US4339957A (en) * 1980-08-14 1982-07-20 Fischer & Porter Company Vortex-shedding flowmeter with unitary shedder/sensor
US4380935A (en) * 1981-02-20 1983-04-26 The Foxboro Company External sensing vortex flowmeter

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3589185A (en) * 1969-09-04 1971-06-29 Fischer & Porter Co Vortex type flowmeter
JPS4621501Y1 (en) 1970-04-07 1971-07-24
DE2446856A1 (en) * 1974-05-22 1975-11-27 Toyota Motor Co Ltd CONTROL DEVICE FOR THE FUEL SUPPLY IN AN INJECTION ENGINE
DD127531A1 (en) * 1976-07-15 1977-09-28
JPS5536933A (en) 1978-09-06 1980-03-14 Toshiba Corp Manufacturing of infrared detection array element
DE3222714A1 (en) * 1981-06-15 1983-01-13 Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa FLOW MEASURING DEVICE ACCORDING TO THE PRINCIPLE OF THE KARMAN'S VESSEL ROAD
JPH02150171A (en) * 1988-12-01 1990-06-08 Canon Inc Facsimile equipment

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3713049A1 (en) * 1986-04-18 1987-10-22 Honda Motor Co Ltd FLOW SHADOW FLOW METER
DE3713050A1 (en) * 1986-04-18 1987-10-22 Honda Motor Co Ltd FLOW SHADOW FLOW METER
DE102012109580A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-10 Prüftechnik Dieter Busch AG Sensor arrangement and method for producing a sensor arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
GB8502843D0 (en) 1985-03-06
GB2159946A (en) 1985-12-11
DE3241988C2 (en) 1988-10-27
GB8502845D0 (en) 1985-03-06
GB2160316A (en) 1985-12-18
GB2159946B (en) 1986-06-04
GB2112938A (en) 1983-07-27
GB2160318A (en) 1985-12-18
GB8502849D0 (en) 1985-03-06
GB8502848D0 (en) 1985-03-06
GB2160318B (en) 1986-06-11
GB8502847D0 (en) 1985-03-06
GB2112938B (en) 1986-06-11
GB2160317A (en) 1985-12-18
GB2160317B (en) 1986-05-29
GB2160314B (en) 1986-05-29
GB2160314A (en) 1985-12-18
GB2160316B (en) 1986-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2553638C2 (en) Device for measuring masses
DE69719396T2 (en) Ultrasonic sensor and method for determining the speed of a flow
EP0660920B1 (en) Coriolis mass flow rate sensor
DE3878473T2 (en) CONVERTER FOR LIQUIDS.
DE102005060495B3 (en) Coriolis-type mass flow rate measuring device has carriers which are respectively fastened to measuring tubes, and vibration exciter or vibration sensor, which effects actively on both sides of measuring tube between carriers
DE3443234C2 (en)
EP0518124B1 (en) Coriolis-mass flow meter
DE69105809T2 (en) Pressure transducer with a vibrating element.
EP0749006B1 (en) Coriolis mass flow sensor with a single measuring tube
EP0849568A1 (en) Coriolis massflow/density sensor with a single straight measuring tube
EP0770858A1 (en) Coriolis mass flow sensor with a single measuring tube
DE3241988A1 (en) FLOWMETER WITH KARMAN&#39;SCHER VERBELSTRASSE
DE2730770C3 (en) Ultrasonic measuring device for determining the flow velocity of the air in the intake duct of an internal combustion engine
DE102012109237A1 (en) Flow meter, and use of this flow meter and method for determining the flow rate
DE3222714C2 (en)
EP0601256A1 (en) Coriolis type mass flow meter
CH670887A5 (en)
DE2517533B2 (en) FLOW METER WITH A WHIRL-GENERATING ELEMENT
DE1953791C3 (en) Device for measuring the density of liquid and gaseous media
DE2249546A1 (en) ELECTRICALLY HEATED TEMPERATURE SENSITIVE SENSOR DEVICE FOR FLOW METER
DE1907037B2 (en) FLOW MEASURING DEVICE FOR MEASURING THE SPEED OF A FLOW
CH615506A5 (en)
DE4226391A1 (en) Detecting zero-point drift for correcting vibration phase shift in Coriolis mass flow meter - measuring additional vibration characteristic parameters e.g. amplitude or DC components using light source-photosensor light valve and correcting using e.g. difference
DE3917832C2 (en)
DE4121732A1 (en) MEASURING DEVICE FOR DETECTING A MASS FLOW ACCORDING TO THE CORIOLIS PRINCIPLE

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8172 Supplementary division/partition in:

Ref country code: DE

Ref document number: 3249896

Format of ref document f/p: P

Q171 Divided out to:

Ref country code: DE

Ref document number: 3249896

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: FUCHS, F., DR.-ING., PAT.-ANW., 8036 HERRSCHING

8339 Ceased/non-payment of the annual fee