DE7902722U1

DE7902722U1 - Dehnungsmesstreifen-durchfluss- messfuehler

Info

Publication number: DE7902722U1
Application number: DE19797902722
Authority: DE
Original assignee: KALLE KARL-GOTTFRIED 5885 SCHALKSMUEHLE
Current assignee: KALLE KARL-GOTTFRIED 5885 SCHALKSMUEHLE
Priority date: 1979-02-01
Filing date: 1979-02-01
Publication date: 1979-10-04

Description

Earl-Gottfried KaILe*. .: .*·..". '":."'. Westhöhe 21 J

I : : . : : .* . .'58S5 Schalksmühle

DehnungBmeßstreifen-Durchfluß -Meßfühler

r Die Erfindung dient zur Messung des iSomentanenDurchflusses in geschlossenen Rohrleitungen.

Bisher gibt es die Möglichkeit den momentanen Durchfluß zu messen duch den Einsatz induktiver- oder mechanischer Durchflußmesser oder durch Geräte die den Querschnitt einer Fahrleitung (Blenden) rerengen.

Das ideale ist es, wenn zur Messung an der Meßstelle kein Eingriff rorgenommen wird, also keine Einengung oder Veränderung des Rohrquerschnittes erfolgt. Die hierfür bekannten Methoden sind sehr kostenaufwendig.

Die anderen bekannten Möglichkeiten, die Verwendung mechanischer Meßelemente, die im Rohrleitungsquerschnitt untergebracht werden, engen diesen ein. und be-, hindern damit den Durchfluß. Das ist besonders dann nachteilig wenn Schwebe- oder Peststoffteilchen mitgeführt werden.

Zweck der Erfindung ist es, eine brauchbare Alternative zu den bekannten Meßsystemen zu finden, die die Einsatz-.· -möglichkeit optimiert »neL· die Nachteile der hohen Kosten einerseits oder die Einengung der Rohrleitung anaerereeits mindert.

Die Neuerung, der Dehnungsmeßstreifen-Durohfluß-Meßfiihler kommt der Ideallösung nahe.

Der Meßfühler nimmt nur einen kleinen Teil dee Rohrquer-Bchnittes ein. Form und Abmessung dee Wühlers werden Einfluß auf die Verwertbarkeit der Meßwerte haben, d.h. die Form ist ein Indiz für den Meßbereich und die Meßgenauigkeit.

Die Erfindung zeigt einen einseitig eingespannten Fühler (1) der zum Teil in einen freien Rohrleitungsquerschnitt (5) hineinragt.

Tritt nun in der Rohrleitung Strömung auf, so wird der Fühler (1) in Durchflußrichtung belastet.und av£f der der Strömungsrichtung entgegengesetzten Seite entlastet. Am Fühler (1) tritt also eine Verformung auf, die minimalst sein kann.

Diese Verformung gilt es für die Durchflußmessung verwertbar zu machen.

Nach den Gesetzen des Gleichgewichtes der Kräfte und denen der Strömungslehre, stellt sich bei einer bestimmten Durchflußmenge in einer geschlossenen Rohrleitung, d.h. bei einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit eine bestimmte Kraft am Fühler (1) her, die eine Belastung des Fühlers (1) bedeutet. Die Belastung führt hier zur Durchbiegung des Fühlers (1). Die Durchbiegung ist minimal und braucht nicht fühl- oder sichtbar zu sein. Sind Kraft - Strömungsgeschwindigkeit und Gegenkraft Durchbiegung im Gleichgewicht, so ist der momentane Durchflußueßwert bestimmt.

Die Stellung des Meßfühlers (1) bzw. dessen Biegeverhalten, was wie oben erklärt das Maß einer bestimmten Durchflußmenge ist, wird in der Erfindung verwertbar gemacht durch das Aufbringen von Dehnungsmeßstreifen (2 + 5) die zu einer die zu einer Wheatstonschen - Brücke geschaltet sind. Die Schaltung der Dehnungsmeßstreifen ist so, daß die Zug- und Druckkräfte ein "Jergebnis ergeben.

Die bei der Strömung auftretenden Veränderungen im Fühler (1) wxrd über die Dehnungsmeßstreifen (2+3), auf dem Meßfühler, in einen elektrischen Widerstand verwandelt und in einem elektronischen Verstärker (4) in ein geeignetes Ausgangssignal umgesetzt.

Nur der Fühler (1) mit den Dehnungsmeßstreifen (2+3) wird in den Mediumsraum, d.h. in die Rohrleitung, eingebracht. Der Verstärker (4) kann getrennt, evtl. in der Meßwarte angebracht werden.

KG Kaile

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Der Fühler (1) kann an jeder Stelle, nach einer kurzen Beruhigungsstrecke, in die Rohrleitung eingebracht worden. Eine Einbaulage braucht nicht beachtet zu werden. Dieses Meßsystem arbeitet lageunabhängig.

Die gewählte Form des Meßfühler ermöglichen die bekannten Gesetzmäßigkeiten durch Einsatz elektronischer Schaltkreise zu erweitern, so z. B. einen liearen Meßwert zu erstellen.

Das Durohflußmeßsystem, des Dehnungsmeßstreifen-Meßfühlers erlaubt bei Verwendung der bekannten Formeln aus der Strömungslehre und der Elektrotechnik eowie einiger durch Messung und Versuche zu ermittelnder Eonstanten auch eine Berechnung der Durchflußmenge. Dies kann wichtig sein, wenn eine empirische Eichung oder Vergleicbseichung nicht möglich ist.

Dieses neue Meßsystem hat gegenüber anderen bekannten Systemen weiterhin den Vorteil, daß der Meßfühler aus beiden Durchflußrichtungen angeströmt werden kann und somit neben der Durchflußmenge auch eine Durchflußrichtungs angabe möglich wird. Das Gerät erhält dadurch auch noch den Charakter eines Duchflußrichtungs-Überwachungsgerätes, was bei einer Reihe technischer Einsätze Bedeutung haben kann.

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Claims

>ss« · · j KG Kalle .'" ' j · · ■. '; ■ 1 ' * Ii · ■ - 4 - neu Schutzanspruch

1.Dehnungsmeßstreifen-Durchfluß-Meßfühler zum Messen einer in geschlossener Rohrleitung fließenden momentanen Durchflußmenge, bestehend aus einem Federstab (1) als Meßfühler, der teilweise in die geschlossene Rohrleitung „hineinragt. Er ist an einer Seite eingespannt.

Der Fühler (1) wird mit Dehnungsmeßstreifen (2+3) bestückt, die zu einer Wheatstonschen Brücke geschaltet sind. Die räuELliche Form des Meßfühlers ist ein Federstab (1) der einseitig eingespannt ist und nahe der Einspannstelle (7) auf beiden Seiten mit Dehnungsmeßstreifen (2+3) bestückt ist.

Das Einspannteil (9) wird als Flansch- Schweiß- oder Schraubteil ausgebildet.

Das ifreie Ende des Federstabes (1) ragt in die Rohrleitung iiinein.

Die Form des FeCerstabes kann rechteckig oder rund sein, auch andere geometrische Formen (z.B. halbrund) können yerwendet werden.

Werkstoff für den Federstab (1) ist ein elastisches Material, Metall oder Kunststoff.

2.Dehaungsmeßstreifen-Durchfluß-Meßfühler, dadurch gekennzeichnet, daß die in^Schutzanspruch 1 angeführte Meßeinheit, Federstab (1) Dehnungsmeßstreifen (2+3), Einspannelement (9) fest mit einem Rührstück (6) mit FJkänsch, Muffen, Schweiß- oder anderm Anschlußelement verbunden ist und ein in eine Rohrleitung integrierbares Meßgerät ergibt.

3.Dehnungsmeßstreif en-Durchfltii3-Meßfühler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Federstab (1) an seinem freien Ende als Anströmelement noch eine Prallscheibe (10") erhält.

Die Prallscheibe (10) kann verschiedene Formen (rund, quadratisch etc.) und Größen haben.