DE4111777C2

DE4111777C2 - Flow meter

Info

Publication number: DE4111777C2
Application number: DE4111777A
Authority: DE
Inventors: Karl Maydt
Original assignee: Bopp and Reuther Messtechnik GmbH
Current assignee: Bopp and Reuther Messtechnik GmbH
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1991-04-11
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2011-04-12
Also published as: DE4111777A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Strömungsmesser gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a flow meter according to the Preamble of claim 1.

An einem sogenannten Wirbelkörper in einer Strömung lösen sich Wirbel ab, die eine Karman'sche Wirbelstraße bilden. Diese Wirbel erzeugen Druckschwankungen, die mittels ge eigneter Meßeinrichtungen gemessen werden können. Da der Abstand der abschwimmenden Wirbel in weitem Bereich un abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ist, kann aus der Frequenz der gemessenen Druckschwankungen die Strömungsgeschwindigkeit und die Durchflußmenge des Fluids bestimmt werden.Loosen on a so-called vertebral body in a current eddies form, which form a Karman vortex street. These vortices produce pressure fluctuations that are generated by means of ge suitable measuring devices can be measured. Since the Distance of the floating vertebrae in a wide range is dependent on the flow velocity of the fluid, can from the frequency of the measured pressure fluctuations Flow rate and the flow rate of the fluid be determined.

Die Erfassung der Druckschwankungen, die von den Wirbeln der Karman'schen Wirbelstraße erzeugt werden, wird durch Störungen, wie sie z. B. bei Rohrleitungsschwingungen oder Druckpulsationen durch Pumpen entstehen können, beein trächtigt. Diese Störungen liegen oft im Wirbelfrequenzbe reich und können daher nicht ausgefiltert werden. Sie können auch dazu führen, daß eine fließende Strömung vor handen ist. Es ist deshalb wichtig, daß nur die von den Wirbeln herrührenden Signale erfaßt werden, nicht aber Störsignale.The detection of pressure fluctuations by the vertebrae the Karman vortex street is generated by Disorders such as B. in pipeline vibrations or Pressure pulsations caused by pumps can affect is pregnant. These disturbances are often in the vortex frequency range rich and therefore cannot be filtered out. she can also cause a flowing flow ahead is there. It is therefore important that only those of the Whirl signals originating are detected, but not Interference signals.

Eine einwandfreie Erfassung der Wirbelsignale ist jedoch besonders dann schwierig, wenn über einen großen Meßbe reich bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten gemessen werden soll. Der Einfluß dieser Störungen sollte möglichst schon im Signalaufnehmer kompensiert werden.However, proper detection of the vortex signals is essential especially difficult when over a large measuring area measured richly at low flow velocities shall be. The influence of these disorders should be as possible already be compensated in the signal pickup.

Ein Strömungsmesser der eingangs genannten Art ist aus der DE 39 08 868 A1 bekannt geworden. Stromabwärts des Wirbel generators sind beidseitig zu einer Symmetrieebene der hinter dem Wirbelkörper (im folgenden auch Störkörper genannt) auftretenden Wirbel zwei Bohrungen vorgesehen, die den Druck zu je zwei Druckkammern übertragen, die von je einer Membran voneinander getrennt sind, so daß sich entsprechend der Druckübertragung eine Ausbiegung jeder Membran ergibt. Wenn keine Störungen vorhanden sind, wir ken die Drücke alternierend auf die beiden Membranen und es ergehen sich normale Signale, deren Frequenz der Strö mungsgeschwindigkeit proportional ist. Falls im Fluid eine Stördruckschwingung auftritt, dann wirken die Drücke auf jede Membran in gleicher Richtung gleichzeitig und in gleicher Größe, so daß hierdurch keine Ausgangssignale erzeugt werden. Dadurch, daß die Druckleitungen jeweils mit zwei Druckkammern in Verbindung stehen, ist der kon struktive Aufwand relativ hoch. Außerdem ist der Einsatz in aggressiven oder leitfähigen Medien nicht möglich, weil die Anschlußdrähte an den Membranen offen in dem zu mes senden Fluid liegen.A flow meter of the type mentioned is from the DE 39 08 868 A1 has become known. Downstream of the vortex generators are on both sides to a plane of symmetry behind the vertebral body (in the following also interfering body vortex, two holes are provided, which transmit the pressure to two pressure chambers, each of one membrane are separated from each other, so that according to the pressure transmission a deflection of everyone Membrane results. If there are no faults, we the pressures alternate between the two membranes and there are normal signals, the frequency of which is the current speed is proportional. If one in the fluid Interference pressure oscillation occurs, then the pressures act each membrane in the same direction simultaneously and in same size, so that no output signals be generated. The fact that the pressure lines each are in connection with two pressure chambers, the con structural effort relatively high. In addition, the stake not possible in aggressive or conductive media because the connecting wires on the membranes open in the mes send fluid lie.

Aus der US 4 694 702 ist ein weiterer Wirbelströmungsmes ser bekannt. Dieser umfaßt in einem Meßkörper vorgesehene bewegliche Elektroden, die zusammen mit in Ausnehmungen liegenden feststehenden Elektroden Kondensatoren variabler Kapazität bilden. Die Ausnehmungen sind über einen Kanal, der mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist, hydrodynamisch miteinander verbunden.Another eddy flow measurement is known from US Pat. No. 4,694,702 known. This includes those provided in a measuring body movable electrodes that together with in recesses lying fixed electrodes capacitors more variable Form capacity. The recesses are over a channel, filled with an incompressible liquid hydrodynamically connected.

Nachteilig ist die Empfindlichkeit dieses Wirbelströmungs messers insbesondere gegen äußere Vibrationen in Kanal richtung, da hierdurch die Flüssigkeit in Schwingungen versetzt werden kann, die zu Auslenkungen der Elektroden und somit zu Fehlsignalen führen können.The sensitivity of this vortex flow is disadvantageous knife especially against external vibrations in the channel direction, as this causes the liquid to vibrate can be offset, which leads to deflections of the electrodes and can therefore lead to false signals.

Ein anderer, jedoch nach demselben Prinzip arbeitender Wirbelströmungsmesser ist aus der JP-OS 62-21018 bekannt. Auch dieser umfaßt einen Kanal, der die beiden Elektroden hydrodynamisch miteinander verbindet. Er ist somit eben falls empfindlich gegen äußere Vibrationen.Another one, but working on the same principle Vortex flow meter is known from JP-OS 62-21018. This also includes a channel that the two electrodes hydrodynamically connects. It is therefore flat if sensitive to external vibrations.

Ein weiterer Wirbelströmungsmesser ist aus der US 4 559 832 bekannt. Bei diesem Wirbelströmungsmesser sind als Druckaufnehmer Piezoelemente vorgesehen, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Wirbelkörpers in Ausnehmun gen angeordnet sind. Die Piezoelemente sind zum Durchfluß kanal durch jeweils eine Membran abgedeckt und hierdurch von dem durch den Durchflußkanal fließenden Medium ge trennt.Another vortex flow meter is from US 4,559 832 known. In this vortex flow meter are as Pressure transducers piezo elements are provided that are in contact with each other opposite sides of the vertebral body in recess are arranged. The piezo elements are for flow channel covered by a membrane and thereby of the medium flowing through the flow channel ge separates.

Nachteilig ist bei diesem Wirbelströmungsmesser, daß der Wirbelkörper aufgrund der benötigten Bohrungen und Ausneh mungen aufwendig in seiner Herstellung ist und wegen der in ihm vorhandenen Druckaufnehmer stets ein erhebliches Volumen aufweist, wodurch seine Einsatzmöglichkeiten in Durchflußkanälen kleineren Durchmessers begrenzt sind.The disadvantage of this vortex flow meter is that Vertebral body due to the required holes and recess is complex to manufacture and because of the pressure transducers in it are always considerable Has volume, which makes it possible to use it in Flow channels of smaller diameter are limited.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Strömungsmesser der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach aufgebaut und demgemäß einfach zu montieren, unempfindlich gegen Druckschwankungen und Vibrationen und in allen Medien einsetzbar ist.The object of the invention is to provide a flow meter to create the type mentioned above, which is simply constructed and therefore easy to assemble, insensitive to Pressure fluctuations and vibrations and in all media can be used.

Diese Aufgabe wird durch einen Strömungsmesser mit den Merk malen des Anspruches 1 gelöst.This task is carried out by a flow meter with the Merk paint the claim 1 solved.

Bei diesem Strömungsmesser ist ein Membrankörper mit wenigstens einem Bereich mit geringer Wandstärke vorhanden, der mit einem am Umfang angeformten rohrförmigen Fortsatz den Meßkörper umfaßt und die Druckaufnehmer umgibt.In this flow meter there is a membrane body with at least one Area with a small wall thickness, the one with a the measuring body is formed on the circumference of the tubular extension includes and surrounds the pressure transducer.

Durch diese Maßnahme kann der Membrankörper vor der End montage an dem Meßkörper mit den Druckaufnehmern bestückt werden. Die so vorgefertigte Einheit kann auf einfache Weise an dem Meßkörper durch Verschweißung des offenen Endes des rohrförmigen Fortsatzes an dem Meßkörper befe stigt werden, wodurch die Druckaufnehmer vollständig ge genüber dem Außenbereich gekapselt sind.This measure allows the membrane body to end assembly on the measuring body equipped with the pressure transducers will. The prefabricated unit can be easily Way on the measuring body by welding the open Befe end of the tubular extension on the measuring body Stigt, whereby the pressure transducer ge completely are encapsulated in relation to the outside area.

Bei dem Strömungsmesser können zwei voneinander getrennte Membranen vorgesehen werden, hinter denen die Druckaufnehmer sitzen; gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Strömungsmessers können die beiden Druckauf nehmer jeweils hinter einer einzigen Membran sitzen, so daß eine weitere konstruktive Vereinfachung möglich ist.The flow meter can be two of each other separate membranes are provided, behind which the Pressure transducers sit; according to a further embodiment of the flow meter, the two pressures sit behind a single membrane, so that another constructive simplification is possible.

Bei dem Strömungsmesser kann jede Membran einen Zentralbereich und einen diesen umgebenden Bereich geringen Querschnittes bzw. geringer Dicke besitzen, welcher Be reich elastisch verformbar ist, so daß der Druckaufnehmer mit Druck über den sich bewegenden Zentralbereich beauf schlagt werden kann. Any membrane can be used with the flow meter a central area and an area surrounding it have a small cross section or thickness, which Be is richly deformable so that the pressure transducer pressurized over the moving central area can be hit.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Strömungsmessers sind den Ansprüchen 5 bis 11 zu entnehmen. Die hierdurch gebildete Meßeinheit ist eine einheitliche Einheit, die gesondert hergestellt und gelagert werden kann.Further advantageous refinements of the flow meter can be found in claims 5 to 11. The hereby unit of measurement formed is a unitary unit that can be manufactured and stored separately.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sind die Druck aufnehmer als Piezoelemente ausgebildet. Dabei übt die Mittelzone der Membran eine axiale Vorspannung auf die Piezoelemente aus, so daß die Druckschwankungen aufgrund der Karman'schen Wirbelstraße und Störsignale direkt und unmittelbar auf die Piezoelemente übertragen werden kön nen.In a particularly advantageous embodiment, the pressure transducer designed as piezo elements. The practice Axial preload on the central zone of the membrane Piezo elements, so that the pressure fluctuations due to the Karman vortex street and interference signals directly and can be transferred directly to the piezo elements nen.

Aufgrund der einfachen konstruktiven Ausgestaltung können die Druckdurchtrittswege innerhalb des Wirbelkörpers in die Fluidleitung einmünden. Dabei sind die Enden der Druckdurchtrittswege in der Fluidleitung beidseitig zu der durch die Achse des Wirbelkörpers und die Mittelachse der Fluidleitung verlaufenden Ebene an dem Wirbelkörper angeordnet.Due to the simple design, you can the pressure passageways within the Open vertebral body in the fluid line. Are there the ends of the pressure passageways in the fluid line on both sides to that through the axis of the vertebral body and the central axis of the fluid line on the plane Vertebral body arranged.

Anhand der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele des Strömungsmessers dargestellt sind, sollen vorteilhafte Ausgestaltungen näher erläutert und beschrieben werden.Using the drawing, in the embodiments of the Flow meters are shown, should be advantageous Embodiments are explained and described in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht durch einen Strö mungsmesser, wobei die Details der Erfin dung nicht dargestellt sind; Fig. 1 is a cross-sectional view through a flow meter, the details of the inven tion are not shown;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht der Anord nung nach Fig. 1; Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the arrangement according to Fig. 1;

Fig. 3 und 4 zwei Ausführungsformen des Strömungsmes sers; FIGS. 3 and 4 two embodiments of the Strömungsmes sers;

Fig. 5 eine Schnittansicht durch eine weitere Aus führungsform des Strömungsmessers; Fig. 5 is a sectional view through another form of the flow meter;

Fig. 6 eine Teilschnittansicht eines Gegenlager körpers mit angebrachten Druckaufnehmern gemäß Fig. 5; Fig. 6 is a partial sectional view of a counter bearing body with attached pressure transducers according to Fig. 5;

Fig. 7 eine Aufsicht auf das Gegenlagerstück nach Fig. 6 und Fig. 7 is a plan view of the counter bearing piece according to Fig. 6 and

Fig. 8 eine Schnittansicht des Membrankörpers ge mäß Fig. 5. Fig. 8 is a sectional view of the membrane body accelerator as Fig. 5.

Eine Fluidleitung, die in Fig. 1 im Schnitt dargestellt ist, enthält einen quer und senkrecht die Fluidleitung durchgreifenden Wirbelkörper 11, der im Ausführungsbei spiel eine trapezartige Querschnittsform aufweist, wobei die Fläche 12 mit größerer Breite stromaufwärts gerichtet ist. Hinter dem Wirbelkörper 11 treten abwechselnd Wirbel 13, 14, 15 auf, die miteinander eine Karman'sche Wirbel straße bilden und deren Abstand unabhängig von der Strö mungsgeschwindigkeit ist. Aufgrund der Wirbelbildung erge ben sich jeweils Druckabsenkungen im Bereich des Wirbel körpers; diese Druckabsenkungen können gemessen werden und die Frequenz der Druckschwingungen ist direkt abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids innerhalb der Leitung 10.A fluid line, which is shown in section in FIG. 1, contains a vertebral body 11 which extends transversely and perpendicularly through the fluid line and which, in the embodiment, has a trapezoidal cross-sectional shape, the surface 12 being directed upstream with a greater width. Behind the vertebral body 11 occur alternately vertebrae 13 , 14 , 15 , which together form a Karman vortex street and whose distance is independent of the flow rate. Due to the vortex formation, pressure drops in the area of the vertebral body result in each case; these pressure drops can be measured and the frequency of the pressure oscillations is directly dependent on the flow velocity of the fluid within the line 10 .

Wie oben erwähnt, durchgreift der Wirbelkörper 11 den gesamten Innenquerschnitt der Leitung 10 und im Bereich des einen Endes besitzt der Wirbelkörper 11 zwei Druck durchtrittswege 16 und 17, die jeweils im Bereich der Seitenflächen des Wirbelkörpers 11 in das Fluid einmünden. Sie bilden innerhalb des Wirbelkörpers 11 eine L-Form; der eine Schenkel des Druckdurchtrittsweges setzt sich je in einen Druckdurchtrittsweg 18, 19 in der Leitung fort und die beiden Druckdurchtrittswege 18, 19 münden in den Boden einer Sacklochbohrung 20, in dem sich eine Meß anordnung befindet, wie sie in den Fig. 3 bis 20 darge stellt ist.As mentioned above, the vertebral body 11 extends through the entire inner cross section of the line 10 and in the region of one end the vertebral body 11 has two pressure passages 16 and 17 , each of which opens into the fluid in the region of the side surfaces of the vertebral body 11 . They form an L-shape within the vertebral body 11 ; one leg of the pressure passage path continues into a pressure passage path 18 , 19 in the line and the two pressure passage paths 18 , 19 open into the bottom of a blind hole 20 , in which there is a measuring arrangement as shown in FIGS. 3 to 20 Darge is.

Die Meßanordnung besitzt einen Meßkörper 146 (Fig. 3), der eine Zylinderform aufweist.The measuring arrangement has a measuring body 146 ( FIG. 3) which has a cylindrical shape.

An dem Meßkörper 146 ist ein Membrankörper 140 vorgesehen, welcher zwei umlaufende Rillen 141 und 142 aufweist, die jeweils Abschnitte 143 und 144 mit geringem Querschnitt bilden. Die Rillen 141, 142 dienen der Ausbildung von Membranen. An diese Abschnitte 143/144 mit geringem Quer schnitt schließt sich, die Abschnitte 143 bzw. 144 mit geringem Querschnitt außen umfassend, ein rohrförmiger Fortsatz 145 an, der den zylindrischen Meßkörper 146 in einem Rücksprung 147 umfaßt.A membrane body 140 is provided on the measuring body 146 , which has two circumferential grooves 141 and 142 , which each form sections 143 and 144 with a small cross-section. The grooves 141 , 142 are used to form membranes. At these portions 143/144 of small cross section, the portions of a tubular extension 145 of which includes the cylindrical measuring body 146 in a recess 147 joins 143 and 144 of small cross section comprising outside.

In den Membrankörper 140 sind jeweils zwei Piezoelemente 148 und 149 bzw. 150 und 151 entgegengesetzt polarisiert ein gebaut, wobei zwischen den Piezoelementen 148 und 149 bzw. 150 und 151 jeweils eine in Fig. 3 nicht sichtbare Kon taktfolie als Elektrode eingesetzt ist. Die Membranen mit den Piezoelementen 148, 149, 150, 151 sind derart vorgespannt, daß Piezo elemente 149, 151 direkt vollflächig auf der Membran scheibe aufliegen, die Piezoelemente mechanisch festgehal ten und eine unerwünschte Spaltfederung ausgeschlossen ist. In the membrane body 140 , two piezo elements 148 and 149 or 150 and 151 are built in opposite polarity, with a contact foil not shown in FIG. 3 being inserted as an electrode between the piezo elements 148 and 149 or 150 and 151, respectively. The membranes with the piezo elements 148 , 149 , 150 , 151 are biased in such a way that piezo elements 149 , 151 rest directly over the entire surface of the membrane, the piezo elements mechanically festgehal th and an undesirable gap suspension is excluded.

Der Bereich geringen Querschnitts gestattet es dem inner halb der umlaufenden Rille befindlichen Membranabschnitt, sich in Pfeilrichtung P zu verformen und hin- und herzu schwingen, wodurch wechselnde Drücke auf die Piezoelemente 148, 149, 150, 151 übertragen werden.The area of small cross section allows the membrane section located within the circumferential groove to deform and swing back and forth in the direction of arrow P, as a result of which changing pressures are transmitted to the piezo elements 148 , 149 , 150 , 151 .

Der Meßkörper 146 an seinem mit dem Membrankörper 140 versehenen Ende entgegengesetzten Ende eine sacklochartige Ausnehmung 41, in die ein Isolierkörper 42 eingesetzt ist. In diesen Isolierkörper 42 sind in Fig. 3 nicht erkennbare Kontaktstifte eingesetzt, an denen einerseits Kabel 49 angeschlossen werden, mit denen das elektrische Signal einem nicht dargestellten Verstärker zugeführt und ande rerseits der Anschluß zur Elektrode der Piezoscheiben hergestellt wird. Dieser Isolierkörper 42 besitzt eine Zentralbohrung 43, durch die ein Schraubenbolzen 44 hin durchgreift, der in eine Gewindesackbohrung 45 im Zylinder eingeschraubt ist und unter dem Kopf 46 des Schraubenbol zens 44 ist eine Anschlußscheibe 47 gelegt, die eine An schlußöse 48 aufweist, an der das Kabel 49 (Masse) ange schlossen werden kann. Seitlich neben der zentralen Boh rung 43 besitzt der Isolierkörper 42 weitere, in Fig. 3 nicht erkennbare Durchgangsöffnungen, in die Kontaktstifte eingefügt sind, die bis hin zu der Kontaktfolie hindurch greift und mit dieser in elektrisch leitender Verbindung steht; die Kontaktfolie steht mit den Piezoelementen 148, 149, 150, 151 derart in Verbindung, daß bei Druck auf die Piezoelemente die abgegebene elektrische Ladung über die Kontaktfolie summiert und über den Kontaktstift über ein elektrisches Kabel 59 abgenommen werden kann. Die andere Seite der Piezoelemente liegt elektrisch an der Masse des Gehäuses und ist über den Schraubenbolzen 44 mit dem Kabel 49 verbunden, so daß zwischen beiden ein Signal verstärker angeschlossen werden kann. The measuring body 146 has, at its end opposite the end provided with the membrane body 140 , a blind hole-like recess 41 into which an insulating body 42 is inserted. In this insulating body 42 not visible contact pins are used in Fig. 3, on the one hand cables 49 are connected, with which the electrical signal is fed to an amplifier, not shown, and on the other hand, the connection to the electrode of the piezo disks is made. This insulating body 42 has a central bore 43 through which a screw bolt 44 passes through, which is screwed into a threaded blind bore 45 in the cylinder and under the head 46 of the bolt bolt 44 a connecting washer 47 is placed, which has a connection eyelet 48 to which the Cable 49 (ground) can be connected. Laterally next to the central drilling tion 43 , the insulating body 42 has further through openings, not shown in FIG. 3, into which contact pins are inserted, which reaches through to the contact foil and is in electrically conductive connection therewith; the contact foil is connected to the piezo elements 148 , 149 , 150 , 151 in such a way that when the piezo elements are pressed, the electrical charge emitted can be added up via the contact foil and removed via the contact pin via an electrical cable 59 . The other side of the piezo elements is electrically connected to the mass of the housing and is connected to the cable 49 via the screw bolt 44 , so that a signal amplifier can be connected between the two.

Bei dieser Ausführung ist eine gute Passung zwischen dem Membrankörper 140 und dem Meßkörper 146 gegeben, wobei die Schweißung am Ende des Vorsprunges 145 vorgenom men wird, so daß sie sich nicht im kritischen Bereich befindet. Die Vorspannung ist aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung gut einstellbar. Darüber hinaus wird durch die Ausgestaltung des Meßkörpers 146 in Verbindung mit dem Vorsprung 145 ein starres Gegenlager für die Piezoele mente 148, 149, 150, 151 erzielt.In this embodiment, there is a good fit between the diaphragm body 140 and the measuring body 146 , the welding being carried out at the end of the projection 145 so that it is not in the critical area. The preload is easily adjustable due to the design. In addition, a rigid counter bearing for the Piezoele elements 148 , 149 , 150 , 151 is achieved by the configuration of the measuring body 146 in connection with the projection 145 .

Die die Piezoelemente aufnehmenden Vertiefungen sind abge schlossen und stehen mit dem Fluid in der Leitung 10 nicht in Verbindung.The recesses receiving the piezo elements are closed and are not connected to the fluid in line 10 .

Sollte eine Druckstörung auftreten, die zu einer Druck erhöhung innerhalb der Leitung 10 führt, dann wird diese Druckerhöhung beiden Membranen gleichzeitig zugeführt, so daß dies in der Auswerteschaltung (Differenzbildung) er kannt und eliminiert werden kann. Das gleiche gilt auch für Schwingungen der Rohrleitung selbst.If a pressure disturbance occurs, which leads to a pressure increase within line 10 , then this pressure increase is fed to both membranes at the same time, so that this is known in the evaluation circuit (difference formation) and can be eliminated. The same applies to vibrations in the pipeline itself.

Eine der Ausführungsform nach Fig. 3 entsprechende Aus führung zeigt die Fig. 4. Der Membrankörper 160 mit den beiden Rillen 161 und 162 ist durch einen Steg 163 in zwei Aus nehmungen 164 und 165 unterteilt, in denen sich ein Gegen lager 166 und 167 in Form eines Zylinderkörpers befindet, wodurch sich ein starres Gegenlager für die Piezoelemente ergibt.One of the embodiment of Fig. 3 corresponding From guide is shown in FIG. 4. The membrane body 160 with the two grooves 161 and 162 is by a web 163 into two From recesses divided 164 and 165, in which a thrust bearing 166 and 167 in Form of a cylinder body, which results in a rigid counter bearing for the piezo elements.

Eine weitere konstruktive Ausgestaltung ist in den Fig. 5 bis 8 dargestellt. Der Meßkörper 300 ist hohlzylin drisch ausgebildet, und er besitzt an seinem in der Zeich nung unten dargestellten Ende eine Verengung 301, die eine Durchgangsöffnung 302 umgrenzt. Am unteren Stirnende ist eine Meßeinheit 303 mittels Laser- oder Elektronenstrahl schweißung an der mit dem Pfeil 304 bezeichneten Stelle befestigt. Die Befestigung an dieser Stelle bewirkt keine Rückwirkungen auf die Bereiche dünner Dicke beispielsweise durch Wärmeeinflüsse.Another constructive embodiment is shown in FIGS. 5 to 8. The measuring body 300 is drilled hollow cylin, and it has at its end shown in the drawing voltage below a constriction 301 which delimits a through opening 302 . At the lower front end, a measuring unit 303 is fixed by means of laser or electron beam welding at the point indicated by arrow 304 . The attachment at this point has no effects on the areas of thin thickness, for example due to heat.

Die Meßeinheit ist gebildet aus einem zylindrischen Mem brankörper 305, der zwei parallel verlaufende Sackloch bohrungen 306 und 307 aufweist. Am Boden jeder Sackloch bohrung 306, 307 befindet sich je eine umlaufende Rille 308, 109, die einen Bereich 310 und 311 dünner Wandstärke bildet, der um einen Zentralabschnitt 312 und 313 angeord net ist und diesen umgibt. Der Bereich 310 und 311 dünner Wandstärke entspricht den Bereichen dünner Wandstärke der oben beschriebenen Körper, ebenso wie der jeweilige Zen tralbereich. Bei Einwirkungen von Drucksignalen aufgrund der durch den Wirbelkörper erzeugten Wirbel können sich die Bereiche dünner Wandstärke verformen und übertragen diese Verformungen auf Piezoelemente (s. unten). Auf den Zentralabschnitten oder -bereichen 312 und 313 liegen je zwei Piezoelemente 314, 315 und 316, 317 auf. In die Sack lochbohrungen 306 und 307 sind Lagerelemente 318 und 319 eingepreßt, die als starre Gegenlager für die Piezoelemen te 314 bzw. 317 dienen. Diese Lagerelemente 318 und 319 sind so in die Sacklochbohrungen 306 und 307 eingebracht, daß die Bereiche dünner Wandstärke nach unten leicht her ausgestülpt sind, um einen vibrationsfreien Einbau der Piezoelemente in die Sacklochbohrungen mit einer bestimm ten Vorspannung zu erzielen. Die Lagerelemente 318 und 319 werden nach Einbau zusammen mit dem membranabseitigen Stirnbereich des zylindrischen Membrankörpers 305 abgedreht, um eine satte Anlage der Lagerelemente 318 und 319 mit der in gleicher Ebene liegenden Stirnfläche des zylindrischen Körpers 304 gegen die Stirnfläche des Trägerkörpers 300 zu erreichen. Zur Zentrierung ist ein Zapfen 320 stehengelas sen worden, der teilweise in die Öffnung 302 eingreift. The measuring unit is formed from a cylindrical Mem brankkörper 305 , which has two parallel blind holes 306 and 307 . At the bottom of each blind hole 306 , 307 is a circumferential groove 308 , 109 , which forms an area 310 and 311 of thin wall thickness, which is net angeord around a central portion 312 and 313 and surrounds this. The area 310 and 311 of thin wall thickness corresponds to the areas of thin wall thickness of the bodies described above, as does the respective central area. When pressure signals are applied due to the vortices generated by the vertebral body, the areas of thin wall thickness can deform and transmit these deformations to piezo elements (see below). Two piezo elements 314 , 315 and 316 , 317 each rest on the central sections or regions 312 and 313 . In the blind holes 306 and 307 bearing elements 318 and 319 are pressed, which serve as a rigid counter bearing for the Piezoelemen te 314 and 317 . These bearing elements 318 and 319 are introduced into the blind holes 306 and 307 in such a way that the areas of thin wall thickness are slightly turned downwards in order to achieve a vibration-free installation of the piezo elements in the blind holes with a certain tension. After installation, the bearing elements 318 and 319 are turned off together with the end region of the cylindrical membrane body 305 on the side opposite to the membrane in order to achieve a snug contact of the bearing elements 318 and 319 with the end face of the cylindrical body 304 lying in the same plane against the end face of the carrier body 300 . For centering, a pin 320 has been left standing, which partially engages in the opening 302 .

Zwischen den Piezoelementen 314, 315, 316, 317 befin den sich Kontaktfolien 321 und 322, an deren Anschlußstel len 323, s. Fig. 6, je ein elektrischer Leiter 324 und 325 angeschlossen sind. Diese Leiter 324 und 325 sind durch eine axiale Nut 326 in der Außenfläche jedes Lagerelemen tes 318 und 319 mit Gießharz vergossen in den Innenraum des hohlzylindrischen Meßkörpers 300 herausgeführt. Die Nuten 326 in jedem Lagerkörper 318, 319 sind nicht vollständig zugegossen, sondern lassen eine axial verlau fende Vertiefung 328 frei, damit das Lagerelement beim Einpressen in die zugehörige Sacklochbohrung nicht ein Druckpolster zwischen sich und den Piezoelementen aufbaut, vielmehr sich über die Vertiefungen entlüften kann.Between the piezo elements 314 , 315 , 316 , 317 are the contact foils 321 and 322 , at the connection points len 323 , see FIG. Fig. 6, an electrical conductor 324 and 325 are connected. These conductors 324 and 325 are cast through an axial groove 326 in the outer surface of each bearing element 318 and 319 cast with casting resin into the interior of the hollow cylindrical measuring body 300 . The grooves 326 in each bearing body 318 , 319 are not completely cast, but leave an axially extending recess 328 free, so that the bearing element does not build up a pressure cushion between itself and the piezo elements when it is pressed into the associated blind hole, but rather can be vented via the recesses .

Der Zapfen 325 ragt teilweise in die Durchgangsöffnung 302 hinein, und der restliche Bereich dieser Durchgangsöffnung kann daher auch mit Gießharz 329 ausgegossen werden.The pin 325 partially protrudes into the through opening 302 , and the remaining area of this through opening can therefore also be filled with casting resin 329 .

Die Fig. 8 zeigt eine Einheit mit zylindrischem Membrankörper 305 vor dem Abdrehen. Zur Montage besitzen die Sacklochboh rungen 306 und 307 Anfasungen 330 und 331, auf die das Lagerelement 318 und 319 aufgesetzt bzw. angeschnäbelt wird. In die dadurch gebildete umlaufende Rille zwischen dem Lagerelement und der Anfasung wird Schmiermittel ein gegeben und dann das Lagerelement in die jeweilige Sack lochbohrung eingedrückt. Danach wird der zylindrische Körper mit den Lagerelementen abgedreht. Fig. 8 shows a unit with a cylindrical membrane body 305 before turning. For assembly, the blind holes 306 and 307 chamfer 330 and 331 , on which the bearing element 318 and 319 is placed or snapped. In the thus formed circumferential groove between the bearing element and the chamfer, a lubricant is given and then the bearing element is pressed into the respective blind hole. Then the cylindrical body with the bearing elements is turned off.

Die Leitungen 324 und 325 werden im Inneren des hohlzylin drischen Meßkörpers 300 verdrillt, um kapazitive Stö rungen zu vermeiden. Der Meßkörper 300 besitzt im Be reich seines dem Druckaufnehmer entgegengesetzten Ende einen Flansch 332, der in einen Stutzen 333 übergeht, welcher durch einen Stopfen 334, der zur Führung der Lei tungen dient, verschlossen ist. Die Außenfläche des Trä gerkörpers besitzt einen Absatz, so daß der Außendurch messer zum Druckaufnehmer hin geringer wird. Dieses dient dazu, Störsignale, die durch Anschlagen des Trägerkörpers z. B. in seiner durch die Rohrleitung führenden Durchgangs bohrung bei bestimmten Schwingungen zu vermeiden.The lines 324 and 325 are twisted inside the hollow cylindrical measuring body 300 in order to avoid capacitive faults. The measuring body 300 has in the area of its end opposite the pressure transducer a flange 332 which merges into a nozzle 333 , which is closed by a plug 334 , which is used to guide the lines. The outer surface of the carrier body has a shoulder, so that the outside diameter becomes less towards the pressure transducer. This is used to avoid interference signals caused by striking the carrier body z. B. in its passage through the pipeline to avoid certain vibrations.

Der zylindrische Membrankörper 305 und die Lagerelemente 318, 319 bestehen vorzugsweise aus einem Cr-Ni-Stahl, also einem korrosionsfesten Stahl.The cylindrical membrane body 305 and the bearing elements 318 , 319 preferably consist of a Cr-Ni steel, that is to say a corrosion-resistant steel.

Bei normalem Einbau und Ver wendungszweck des Strömungsmessers, insbesondere nach den Fig. 5 bis 8, sind Vibrationseinflüsse selten oder im Ver gleich zum Nutzsignal so klein, daß sie vernachlässigt werden können. Kompensationsmethoden sind bei relativ sel tenen und speziellen Anwendungsfällen denkbar.With normal installation and intended use of the flow meter, in particular according to FIGS. 5 to 8, vibration influences are rare or so small in comparison to the useful signal that they can be neglected. Compensation methods are conceivable in relatively rare and special applications.

Claims

1. Flow meter with a vertebral body placed in a fluid line, which generates belts in the fluid Karman vortex, with two passageways that supply the pressure curve in the Karman vortexes to one or more membranes with associated pressure transducers, one or more of which Separate diaphragms from the pressure transducers, and with a measuring body on which one side of the pressure transducers are arranged with the membrane or membranes, characterized in that a membrane body ( 140 , 160 , 305 ) having the membrane or the membranes is present , which has a tubular extension ( 145 ) which comprises the measuring body ( 146 , 300 , 318 , 319 ) with the pressure transducers arranged thereon ( 148 , 149 ; 150 , 151 ; 314 , 315 ; 316 ; 317 ) and seals with the Measuring body ( 146 , 300 ) is connected.

2. Flow meter according to claim 1, characterized net that two separate membranes before are available.

3. Flow meter according to claim 1, characterized net that the pressure transducer from a single mem bran are separated from the pressure passageways.

4. Flow meter according to one of claims 1 to 3, characterized in that each membrane has a central area ( 312 , 313 ) and a surrounding area ( 141 , 142 , 143 , 144 ; 161 , 162 ; 310 , 311 ) ring cross-section or small thickness, which is elastic deformable.

5. Flow meter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the membrane body ( 305 ) has a cylinder body with two parallel blind holes ( 306 , 307 ), at the bottom of which a peripheral area ( 310 , 311 ) with a small wall thickness and A central area ( 312 , 313 ) lying within each of these areas is arranged.

6. Flow meter according to claim 5, characterized in that at the bottom of the blind holes ( 306 , 307 ) on the central areas ( 312 , 313 ) each a pressure transducer ( 314 , 315 ; 316 , 317 ) is placed that in the blind holes ( 306 , 307 ) each a Druckaufneh mer ( 314 , 315 ; 316 , 317 ) against the central region ( 312 , 313 ) pushing counter bearing piece ( 318 , 319 ) is used, and that the diaphragm body ( 305 ) with the pressure transducers and the counter bearing pieces the end face of the measuring body ( 300 ) is attached.

7. Flow meter according to claim 6, characterized in that the counter bearing pieces ( 318 , 319 ) in the blind hole bores ( 306 , 307 ) are pressed.

8. Flow meter according to one of claims 5 to 7, characterized in that the counter-bearing pieces ( 318 , 319 ) are pressed so deeply into the blind holes ( 306 , 307 ) that at least one membrane prestresses the pressure transducers ( 314 , 315 ; 316 , 317 ) between the counter bearing piece ( 318 , 319 ) and the central region ( 312 , 313 ).

9. Flow meter according to one of claims 5 to 8, characterized in that after pressing the Ge counter bearing pieces ( 318 , 319 ) into the blind holes ( 306 , 307 ) the areas ( 310 , 311 ) of small thickness opposite end face of the measuring probe unit up on a central pin-like axial projection ( 325 ) to form a smooth surface for abutment against the end face of the measuring body ( 300 ), the pin-like axial projection jumping into a corresponding recess ( 302 ) in the end face of the measuring body ( 300 ) for centering.

10. Flow meter according to one of claims 6 to 9, characterized in that the counter-bearing pieces ( 318 , 319 ) each have an axially running groove ( 326 ) on their outer circumference, which has a channel for leading connecting lines to the pressure transducers ( 314 , 315 ; 316 , 317 ).

11. Flow meter according to claim 10, characterized in that the channels ( 326 ) with the connecting lines are partially filled with an insulating plastic ( 327 ).

12. Flow meter according to one of claims 1 to 11, characterized in that the pressure transducers ( 148 , 149 ; 150 , 151 ; 314 , 315 ; 316 , 317 ) are piezo elements.

13. Flow meter according to claim 12, characterized records that each pressure transducer consists of two Piezoele elements of different polarity is formed.

14. Flow meter according to one of claims 1 to 13, characterized in that the pressure passage paths ( 16 , 17 ) in the vertebral body ( 11 ) open into the fluid line ( 10 ).

15. Flow meter according to claim 14, characterized in that the ends of the pressure passage paths ( 16 , 17 ) on both sides to the through the axis of the Wirbelkör pers ( 11 ) and the central axis of the fluid line ( 10 ) plane in the fluid line ( 10 ) the.