DE4121123A1 - Fluidischer stroemungsmesser - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen fluidischen Strömungsmes
ser zum Messen der Strömungsraten von Stadtgas und anderen
Gasen.
Ein fluidischer Strömungsmesser ist ein Strömungsmes
ser zum Messen der Strömungsrate mittels eines Aufbaus, bei
dem eine Adhäsionswand und ein Rückkopplungströmungskanal
an der stromabwärtigen Seite einer das zu messende Fluid
ausblasenden Düse vorgesehen sind und eine Schwingung des
Fluids an der Adhäsionswand aufgrund des Coanda-Effekts
hervorgerufen und die Druckausbreitung zu dem Rückkopp
lungströmungskanal übertragen wird, wobei konstruktionsge
mäß die Schwingung des Fluids (Schwingungsfrequenz) propor
tional zu dem zu messenden Fluid ist.
Fluidische Strömungsmesser dieser Konstruktionsart
sind bereits in der US-PS 36 40 133, US-PS 36 90 171, JP-OS
48-54 962, JP-OS 53-77 558, JP-OS 59-1 84 822 veröffentlicht
worden.
Weil bei einem solchen fluidischen Strömungsmesser die
Funktion darauf beruht, daß das Fluid zum Erzeugen der Fluid
schwingung, wie oben beschrieben, aus der Düse ausgeblasen
oder ausgestoßen wird, muß die Strömungsrate des aus der Düse
ausgeblasenen zu messenden Fluids als eine wesentliche Bedin
gung stabil sein im Verhältnis zur Strömungsrate, und es tritt
ein Meßfehler auf, wenn es dem Strömungsmesser an dieser Sta
bilität mangelt.
Die Strömungsrate des durch die Düse geblasenen Fluids
wird in großem Maße von der Gestalt der stromaufwärtigen Seite
der Düse zusammen mit der Gestalt der Düse selbst bestimmt.
Wenn beispielsweise irgendetwas eine glatte Strömung in dem
Strömungskanal auf der stromaufwärtigen Seite der Düse verhin
dert, ergibt sich in dem in die Düse fließenden Fluids eine
Wirbelströmung, und diese Wirbelströmung übt einen großen Ein
fluß auf die Strömungsrate aus, da sie diese verändert.
Daher ist es im Hinblick auf die oben genannten vorbe
schriebenen fluidischen Strömungsmesser verständlich, daß bei
diesen Vorkehrungen getroffen wurden, einen geraden Strömungs
kanal auf der stromaufwärtigen Seite der Düse zu bilden, um
das Auftreten einer Wirbelströmung unwahrscheinlich zu machen.
Das Ausbildung eines derartigen geraden Strömungskanals
auf der stromaufwärtigen Seite der Düse ist möglich in der
Entwicklungsstufe im Labor oder wenn viel Platz für die In
stallation zur Verfügung steht. Wenn jedoch wegen der Instal
lationsbedingungen, wie bei einem Gasströmungsmesser für
Stadtgas, das an übliche Haushalte geliefert wird, beispiels
weise aufgrund der Leitungsführung eine kompakte Größe notwen
dig ist, ist die Ausbildung eines ausreichenden, geraden
Strömungskanals auf der stromaufwärtigen Seite der Düse unmög
lich. Außerdem sind bei dieser Art von Gaströmungsmessern die
Ventile und Regler häufig auf der stromaufwärtigen Seite der
Düse installiert und es gibt
auch Biegungen in den Rohren und Versetzungen in den Anla
geflächen der Verbindungen, wobei all diese Faktoren Wir
belströmungen in dem Gasstrom bewirken und einen negativen
Einfluß auf die Stabilität der Strömungsrate ausüben.
Somit ist es ein Ziel der Erfindung, einen fluidischen
Strömungsmesser vorzuschlagen, bei dem die in die Düse
fließende Strömungsrate des zu messenden Fluids stabili
siert ist.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen
fluidischen Strömungsmessers; und
Fig. 2 ein Diagramm, das im Vergleich den Instrumen
tenfehler für den Fall zeigt, daß gemäß der Erfindung eine
Strömungseinstellplatte vorgesehen ist, und für den Fall,
daß eine solche Platte nicht vorgesehen ist.
Fig. 1 zeigt einen fluidischen Strömungsmesser gemäß
der vorliegenden Erfindung. Dieser Strömungsmesser ist so
konstruiert, daß in einem Gehäuse 1 ein fluidisches Element
2 und außerdem eine Verarbeitungsschaltung 3 zum Verarbei
ten der Strömungsrate auf der Grundlage eines Fluidströ
mungssignals von dem fluidischen Element 2, ein Anzeigeteil
4 und ein Notabschaltventil 5 darin eingebaut sind.
Das Bezugszeichen 6 bedeutet einen von einem im
Bodenbereich des Gehäuses 1 angeordneten Gaseinlaß 7 zum
Einlaß 9 einer Düse 8 des fluidischen Elements 2 führenden
Gasströmungskanal, der innerhalb des Gehäuses 1 ungefähr
U-förmig gebogen ist, um zu dem Düseneinlaß 9 zu führen,
und der einen im Bodenbereich des Gehäuses 1 angeordneten
Gasauslaß 10 erreicht nachdem er durch eine Fluidschwin
gungserzeugungskammer 2a innerhalb des fluidischen Elements 2
verlaufen ist.
Das Bezugszeichen 11 bedeutet einen in dem Gasströmungs
kanal 6 ausgebildeten Ventilsitz, wobei das oben genannte Not
abschaltventil 5 zum Unterbrechen der Strömung in dem Gasströ
mungskanal 6 diesen Ventilsitz 11 verschließt.
Das Bezugszeichen 12 bedeutet ein Strömungseinstellele
ment, das in dem von der (in der Zeichnung) linken Seite des
Düseneinlasses 9 zu diesem führenden Bereich des Gasströmungs
kanals 6 angebracht ist, wobei das Ausführungsbeispiel ein
Strömungseinstellplattenelement 2 zeigt, das eine Bogenform
hat und mit seinem Einlaß 12 zur stromaufwärtigen Seite ge
richtet und mit seinem Auslaß 14 dem Düseneinlaß 9 benachbart
ist und eine solche Ausbildung hat, daß durch Unterteilung
seines Inneren in eine Mehrzahl von Abschnitten Teilströmungs
kanäle 15 gebildet werden. Abweichend von diesem Ausführungs
beispiel brauchen jedoch keine Teilströmungskanäle 15 im
Inneren des Strömungseinstellplattenelements 12 vorgesehen
sein, sondern es kann sich auch um ein zum Auslaß 14 führendes
trompetenähnliches Rohr handeln, das sich allmählich von der
Einlaßfläche 13 verengt.
Bei dem fluidischen Strömungsmesser tritt das von dem
Gaseinlaß 7 eingeströmte Gas über den Ventilsitz 11 in dem
Gasströmungskanal 6 in den Einlaß 13 des Strömungseinstell
plattenelements 12 ein, erreicht über die Teilströmungskanäle
15 innerhalb des Strömungseinstellplattenelements 12 den Aus
laß 14 und bläst vom Düseneinlaß 9 über die Düse 8 in die
Fluidschwingungserzeugungskammer 2a.
Die in der Fluidschwingungserzeugungskammer 2a erzeugte
Fluidschwingung wird zur Eingabe in die Verarbeitungsschaltung
3 in ein elektrisches Signal umgewandelt, wo die Strömungsrate
verarbeitet und ihr integrierter Wert auf dem Anzeigeteil 4
wiedergegeben wird.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Strömung des in
den Düseneinlaß 9 fließenden Gases wie oben beschrieben durch
das Strömungseinstellplattenelement 12 sanft geführt wird,
wird die Strömung bei ihrem Fluß durch das Innere des Strö
mungseinstellplattenelements 12 ausgerichtet oder eingestellt
und fließt glatt in den Düseneinlaß 9, selbst wenn durch die
Gestalt des Strömungskanals auf der stromaufwärtigen Seite des
Düseneinlasses 9 oder durch das Vorhandensein des Notschalt
ventils 5, des Ventilsitzes 11 o. ä. Strömungswirbel entstanden
sein sollten.
Folglich wird die Strömungsrate stabilisiert und der
Instrumentenfehler kann in allen Bereichen der Strömungsrate
auf weniger als +/-2% gedrückt werden, wie in Fig. 2 ge
zeigt, verglichen mit dem Fall, daß kein solches Strömungsein
stellplattenelement 12 vorgesehen ist.
Dies führt vorteilhafterweise dazu, daß der fluidische
Strömungsmesser in kompakter Weise in einem kleinen Gehäuse 1
untergebracht werden kann, wie es die Fig. 1 zeigt.
Claims (3)
1. Fluidischer Strömungsmesser, dadurch gekennzeich
net, daß auf der stromaufwärtigen Seite des Düseneinlasses
ein Strömungseinstellelement angebracht ist, das den Strom
des zu messenden Fluids zu dem Düseneinlaß führt.
2. Fluidischer Strömungsmesser, dadurch gekennzeich
net, daß an dem Düseneinlaß in dem Fluidströmungskanal, wo
das zu messende Fluid von seiner Seite in den Düseneinlaß
strömt, ein Strömungseinstellelement von gebogener Form an
gebracht ist.
3. Fluidischer Strömungsmesser, gekennzeichnet durch
ein Strömungseinstellelement, das eine solche Form hat, daß
dessen Einlaß gegen die Strömungsrichtung des zu messenden
Fluids ausgerichtet ist und dessen Auslaß gegen den Düsen
einlaß ausgerichtet ist, und das in seinem Inneren eine An
zahl von Teilströmungskanälen zum Unterteilen der Strömung
des zu messenden Fluids aufweist.
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