DE7224101U - Durchflussmesser - Google Patents

Description

Pur diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Wr. 30246/71 vom 28. Juni 1971 beansprucht

Durcnflußmesser

Jie Neuerung bezieht sich auf Durchflußmesser für strömungsfähigs Medien, ^ichfolgend als Fluid-rurchflußmesaer bezeichnet.

Es sind Durchflußmesser bekannt, die auf der Wirkungsweise eines Fluid-Oszillators /fluidic oscillator/ basieren, d.h. eines bistabilen Wandbefestigungs-Pluidverstärkers /wall attachment fluid amplifier/, der eine Haupteinlaßdüse, zwei Fluid-Ausgangskanäle sowie Steuerkanäle aufweist, die so angeordnet sind, daß der Fluiddruck durch dieselben ausgeübt werden kann, um das Fluidum bzw. Strömungsmittel, das vom Haupteingang herkommt, in beide Fluid-Ausgangskanäle zu leiten. Ders.roige Pluid-uszillatoren werden nachstehend als Piuid-Oszillatoren bekannter Ausführung bezeichnet. Die Schwingung des Pluidums zwischen den Ausgangskanälen ist abhängig von der Durchflußraenge bzw. Durchflußgeschvvindigkeit des Fluidupi3 durch die Düse, und durch die Ivießung der Schwingungsfrequenz kann die Strömungsgeschwindigkeit bzw.

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Durchflußmenge ermittelt werden. Bei einer Ausführungsform des Meßgerätes wird die Schwingung durch eine Querverbindung zwischen den gesteuerten Kanälen erzeugt. Bei einer weiteren Ausführungsform des Meßgerätes wird die Schwingung durch eine Rückkopplung bzw. Rückführung /feedback/ von den Fluid-Ausgangskanältn induziert.

Der erfindungsgemäße Durchflußmesser weist einen Fluid-Oszillator der vorstehend beschriebenen Gattung auf, der C mit Einrichtungen zur Müßung der Schwingungsfrequenz versehen ist und Steuerkanäle aufweist, deren Breite größer ist als die Öffnung, die die Haupteingangsdüse bildet.

Die Vergrößerung der Breite der üteuerkanäle relativ zu der Breite d^r Haupteinlaßdüsc steht im Gegensatz zur gegenwärtigen Praxis. Man hat jedoch festgestellt, daß eine derartige Vergrößerung den linearen Bereich verbessert, über den der Pluiddruck-Verlust annehmbar niedrig ist. Unter dem linearen Bereich eines Fluid-Durchflußmosscis wird der Bereich der Durchflußmcngen bzw. Durchflußgeschwindigkeiten verstanden, , über den die Volumen-Durchflußmenge und die ISchwingungsfrequenz linear proportional sind. Dieser Bereich ist normalerweise begrenzt, und os stJlIt im allgemeinen einen Vorteil dar, diesen Bereich auszudehnen, da über diesen Bereich der Durchflußmesser die wirkliche Volumen-Durchflußmenge· mißt, ohne Rücksicht auf Änderungen in d;r Dichte der Fluidströmung. Deshalb wird die Genau.igk.it dos Durchflußmcssers verbessert. Desweiteren wird durch die Erfindung der lineare Bereich nach unten ausgedehnt, so daß niedrige Durchflußgeschwindigkeiten bzw. Durchflußmcngen mit geringen Druckverlusten genessen werden können und deshalb können auch hohe Durchflußgeschwindigkeiten bzw. Durchflußmengen ohne übermäßig hohe Druckverluste gemessen werden.

Ein Durchflußmes^er, bei dem die Breite jedes eteuorkanals wenigstens doppelt so groß'ist wie die Breite der Öffnung, die die Haupteinlaßdüse des Oszillators bildet, hat die auffallendste Verbesserung erzielt, aber es werden auch Verbesserungen mit kleineren Verhältnissen offenbar. Eine obere Grenze ist nicht gefunden worden. Die Vergrößerung in der Breite der Steuerkanäle ist jedoch durch die Lage der Befestigungs-Stromlinie /attachment streamline/ begrenzt, die ein charakteristisches Konstruktionsmerkmal eines besonderen Durchflußmessers darstellt.

Ein Fluid-Durchflußmesser, bei dem die Erfindung angewendet werden kann, wird nunmehr anhand der ihn beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt de^ erfindungsgemäßen Durohfußme3sers,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1, während die

Fign. 3 bis 5 Diagramme darstellen.

Die Zeichnungen zeigen einen Fluid-Oszillator, der eine Einlaßdüse 1, Steuerkanüle 2,3, Auslaßkanälc 4,5 und einen Verteiler 6 aufweist. Die Steuerkanäle 2,3 sind miteinander durch eine geschlossene Leitungsschleifc 7 /closed loop/ verbunden. Im aligemeinen kann festgestellt werden, daß je kürzer die Leitungsschleife 7 ist, desto besser ist die Meßgenauigkeit, da Frequenz und Linearität in dem Maße abnehmen, wie die Leitungsschleife verlängert wird. Jedoch hat die Anbringung von scharfen Biegungen oder anderer Hindernisse in der Leitungsschleife einen entgegengesetzten Effekt. Ein Schlitz 8, der sich zwischen den Aaslaßkanälen 4,5 erstreckt, enthält eine Differenzdruck-Meßeinrichtung 9, die Verbindungen

mit einem r.^oht dargestellten Frequenzmesser aufweist, der in '/erten der J")urchflußmenge geeicht ist. Stromabwärts von der Meßeinrichtung 9 sind Verengungen 10 in den Auslaßkanälen 4,5 angebracht. Die Breiten der oteuerkanäle 2,3 sind derart, daß sie zweimal so groß sind wie die Breite ψ der -dnlaßdüse 1. Die Höhe H der Kanäle ?,3 und der Düse 1 ist die gleiche.

Bei einer ersten abgeänderten Ausführungsform sind die Verengungen 10 durci. scharfe Biegungen in den Auslaßkanälen 4,5 ersetzt, die den Vorteil mit sich bringen können, daß die Gesamtlänge des Meßgeräten, besonders für breite Heßgeräte, reduziert wird. Bei einer derartigen Ausführungsform des Meßgerätes kann die Druckmeßeinrichtung 9 an den 3iegungen angeordnet sein. B^i einer zweiten abgeänderten Ausführungsform ist die geschlossene Leitungsschleife 7 durch Rückkopplung:-!- bzw. Rückführungs-Leitungsschleifim /feed back loops/ ersetzt, die sich von den Steuerkanälen 2,3 jeweils bis zu den Ausgangskanälen 5,4 erstrecken, und zwar stromaufwärts von den Verengungen 10. Di u Meßeinrichtung 9 ist zwischen den Kanälen 2,3 und den Verengungen 10 wie bei den vorherigen Ausführungen angeordnet.

Der Verteiler 6 /splitter/ kann bei jeder dieser Ausführungsformen weggelassen werden.

Die verbesserten Ergebnisse, die mit einem Durchflußmessor erzielt wer der., bei dem die Erfindung eingesetzt viorden ist, werden durch die Diagramme 3 bis 5 veranschaulicht. Pig. 3 zeigt die Leistung eines Durchflußmeasers mit einem Breitenverhältnis von 1 : 1 für die Steuerkanäle und die Einlaßdüse. Die Fign. 4 und 5 zeigen die Leistung des gleichen Durchflußmessers mit dem Breitenverhältnis, cas jeweils auf 1,5 : 1 und 2 : 1 erhöht ist.

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Der Meßwert /intercept/ auf der Strör>ungsachse it ein Maß für die Genauigkeit der Vorrichtung als Durchflußmesser« Je k?ai^er der Meßwert bzw. Abschnitt ist, desto größer ' ^t die Genauigkeit.

Die Standardabweichung der experimentell ermittelten Punkte von der Linie ist ein Haß für die Linearität des Gerätes. Je geringer die otandardabweichung ist, desto größer ist die Linearität.

Die nachstehende Tabelle verdeutlicht, wie sich die Meßgenauigkeit und die Linearität verbessern, indem die Steuerkanalbreite vergrößert wird.

Steuerkanalbreite 1 11/2 2

(Mehrfaches der Haupteingangsdüse)

Steigung ■'.er Geraden 0,0199 0,0236 0,0308 (Lit^r/Hertz)

Meßwert /intercept/ 0,0185 C,0113 0,0063 auf der btrömungsachse (Litor/sec.)

Standardabweichirig ',0074 0,0043 0,0032 ( Litt r/üec . )

Die Neuerung betrifft auch Abänderungen der ir beiliegenden Schutzanspruch 1 urcrissenen Ausfi.'-irun^sform und besieht sich vor allem auch aaf sämtliche Jeu^rur^smerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination -- in dvr gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Schutzansprüche

Claims (2)

7 2 035 Pü/h. 26.6,197 ochutzans piüche

1. Durchf].ußmoTr.,.T mit einom Fluid-Oszillator, der einen bistabilen, /andtcfus b j .^f*ungs-'Fluidverßtärker /bistable-.· wall attachment fluid amplifur/ mit einer ^inlaßdüse., zwei Auslaßkanälen und btuuerkanälen aufv/oist, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe Einrichtungen (9) zur i'lefSung der Schwingungsfrequenz aufweict sowie üteuorkanäle (2,3), deren Breite größer als die Breite (V) der öffnung ist, die die Haupteinganr;sdü.se (1) bildet.

2. Fluid-Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Steuerkanäle (2,3) wenigstens zweimal so groß ist wie die Breite (M) der Öffnung, die dieHaupteinlaßdvise (1) bildet.