DE4111001A1

DE4111001A1 - Vorrichtung zur bestimmung der stroemungsgeschwindigkeit eines mediums, vorzugsweise eines fluids

Info

Publication number: DE4111001A1
Application number: DE4111001A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Sommer; Christian Dipl Ing Siebert
Original assignee: Siebert & Kuehn Dr
Current assignee: Siebert & Kuehn Dr
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1991-04-05
Publication date: 1992-09-24

Description

Vorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums, vorzugsweise eines Fluids.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums, vorzugsweise eines Fluides. Die Durchflußgeschwindkeit eines Mediums, beispielsweise eines Gases oder einer Flüssigkeit in einem Rohr bildet die Grundlage zur Ermittlung der Durchflußmenge. Es sind hierbei verschiedene Methoden zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines Strömungsmediums in einem Rohr bekannt. So kann zum Beispiel die Strömungsgeschwindigkeit kalorimetrisch ermittelt werden, das heißt, es werden in Strömungsrichtung zwei beheizte Drähte gelegt, wobei sich hierbei die Strömungsgeschwindigkeit aus der Abkühlung der Drähte ergibt bzw. aus dem Energieverbrauch, der zur Aufrechterhaltung der Temperatur in den Drähten erforderlich ist. Diese Methode ist jedoch relativ ungenau und auch aufwendig, insbesondere deshalb, weil die Systemtemperatur kompensiert werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der preiswert und genau die Strömungsgeschwindigkeit und mithin die Durchflußmenge eines Mediums durch einen Körper bestimmten Querschnitts ermittelt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Rohr mit einem in axialer Richtung angeordneten Flügelrad gelöst, dessen Flügel magnetisch ausgebildet sind, und eine im Bereich der Rohrwandung angeordnete Spule, in die durch die magnetisch ausgebildeten Flügel eine Spannung induziert wird. Durch Zählung der Spannungsimpulse der Spule, die durch die magnetisch ausgebildeten Flügel des Flügelrades hervorgerufen werden, kann die Rotationsgeschwindkeit des Flügels ermittelt werden, die ein Maß für die Strömungsgeschwindkeit des Mediums bildet. Vorteilhaft ist hierbei insbesondere die getrennte Anordnung des Flügelrades als Impulsgeber und der Spule als Impulsnehmer (Sensor), wobei die Spule außerhalb des Strömungsmediums angeordnet ist, so daß hier die Gefahr von Verschmutzungen, die eine Verfälschung der Meßwerte bewirken könnten, im wesentlichen ausgeschlossen ist.

Um zu verhindern, daß Beschädigungen an der Spule eintreten können, ist die Spule vorzugsweise in der Rohrwandung des Rohrs untergebracht.

Damit sichergestellt ist, daß das Flügelrad der Spule einen Impuls von immer gleicher Stärke geben kann, ist das Flügelrad in vertikaler Richtung gesehen geradflächig ausgebildet, wobei in diesem Fall dem Flügelrad in Strömungsrichtung ein Drallkörper vorgeschaltet ist, durch den die Strömung in Rotation versetzt wird, wobei die rotierende Strömung das Flügelrad selbst in Drehbewegung versetzt. Der Drallkörper kann hierbei als feststehender Rotor ausgebildet sein, wobei die Rotorblätter, zur Erzeugung des Dralls in der Strömung schraubenförmig ausgebildet und nach Art einer Schiffsschraube angeordnet sind. Wenn, um Kalkablagerungen vorzubeugen, das Flügelrad aus Kunststoff hergestellt werden soll, sind die Flügel des Flügelrades endseitig mit Magneten, vorzugsweise Stabmagneten versehen. Zur Aufnahme der Stabmagneten ist das Flügelrad nach Art eines Schaufelrades ausgebildet, d. h. daß die Stabmagnete parallel zur Strömungsrichtung am Flügelrad angebracht sind. Durch die bei Rotation des Flügelrades auftretende große Umfangsgeschwindigkeit wird ein Ansammeln von metallischen Teilchen an den Magneten vermieden, da diese sich aufgrund der Fliehkraft dort nicht halten können.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung weist das Rohr eine radiale Bohrung zur Aufnahme eines Temperaturerfassungsgerätes auf. Durch dieses Temperaturerfassungsgerät kann mit Hilfe der durch das Flügelrad ermittelten Geschwindigkeit und mithin der Durchflußmenge eine Wärmemengenmessung erfolgen. Dieser Anwendungsbereich ist insbesondere von Bedeutung bei einem Einbau dieser Vorrichtung in Heizkesseln, wobei durch die Wärmemengenmessung die Steuerung des Brenners vorgenommen werden kann.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform dargestellt.

Fig. 1 zeigt die gesamte Vorrichtung als Zusammenbauzeichnung;

Fig. 2 zeigt den Drallkörper in einer Draufsicht.

Gemäß Fig. 1 ist der Drallkörper mit 1 bezeichnet; der Drallkörper 1 ist als feststehender Rotor ausgebildet, wobei die drei Rotorblätter 2 (Fig. 2) die Aufgabe haben, die ankommende Strömung in Rotation zu versetzen. Die rotierende Strömung gelangt an das Flügelrad 3; dieses Flügelrad 3 ist als Draufsicht und als Seitenansicht dargestellt (Fig. 1). Das Flügelrad 3 hat das Aussehen eines Schaufelrades, wobei endseitig an den Flügeln 3a stabförmige Magnete 4 angeordnet sind. Das Flügelrad 4 selbst weist mittig eine Drehachse 5 auf, die auf einem in der Hülse 6 angeordneten Lagerkreuz 7 drehbar gelagert ist. Gleichfalls in die Hülse 6 eingepreßt ist der Drallkörper 1. Die Hülse 6 wird in das Rohrstück 8 eingelegt und dort gegen Verschiebung in üblicher Weise, beispielsweise durch Sicherungsringe, gegen Verschiebung gesichert. Das Rohrstück 8 besitzt eine Tasche 9 zur Aufnahme der Spule 10, die als Sensor für die am Flügelrad angeordneten Magnete fungiert. Durch die Magnete erhält der Sensor Impulse, die durch entsprechende elektrotechnische Einrichtungen eine Umrechnung in die momentane Rotationsgeschwindigkeit ermöglichen.

Claims

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums, vorzugsweise eines Fluides, gekennzeichnet durch ein Rohr (8) mit einem in axialer Richtung angeordneten Flügelrad (3), dessen Flügel (3a) magnetisch ausgebildet sind, und eine im Bereich der Rohrwandung angeordnete Spule (10), in die durch die magnetisch ausgebildeten Flügel (3a) eine Spannung induziert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (10) in der Rohrwandung (Tasche 9) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad (3) geradflächig ausgebildet ist, wobei dem Flügelrad ein Drallkörper (1) in Strömungsrichtung vorgeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallkörper (1) als feststehender Rotor ausgebildet ist, der die Strömung in Rotation versetzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (8) eine radiale Bohrung (11) zur Aufnahme eines Temperaturerfassungsgerätes aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (3a) endseitig mit Magneten (4) bestückt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (4) stabförmig ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmig ausgebildeten Magnete (4) parallel zur Strömungsrichtung an den Flügeln (3a) des Flügelrades (3) angeordnet sind.