DE897170C

DE897170C - Messanordnung fuer Geschwindigkeitsmessungen an Staubmessgeraeten

Info

Publication number: DE897170C
Application number: DEG4974A
Authority: DE
Inventors: Paul Gothe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-01-09
Filing date: 1951-01-09
Publication date: 1953-11-19

Description

Meßanordnung für Geschwindigkeitsmessungen an Staubmeßgeräten Zur Bestimmung des Staubgehaltes eines. gas förmigen Mediums wird bei der Filtermethode ein Teilgasstrom des strömenden Mediums durch einen Filter gesaugt, und es setzt sich dann der miitgeführte Staaib im Filter ab, der anschließend auf der Waage ausgewogen wird.
Um eine Staubprobe zu erhalten, die dem tatsächlich vom Gasstrom mitgeführten Staub pro Kubikmeter korngrößenmäßig und gewichtsmäßig entspricht, ist es unbedingt erforderlich, daß die Absaugegeschwindigkeit des Teilgasstromes mit der Strömungsgeschwindigkeit des Hauptstromes übereinstimmt.
Die Gleichhaltung der beiden Geschwindigkeiten erfolgt nach verschiedenen Meßverfahren, und zwar I. nach einer Methode, bei der beide Geschwindigkeiten (Haupt- und Teilgasstrom) getrennt und separat gemessen werden; es werden hierfür zwei Druckmesser verwendet; 2. nach der Nulldruckmethode; hierbei wenden die physikalischen Größen, die der Geschwindigkeit des Haupt- und Teillgasstromes zu eigen sind, auf einen Druckmesser gegeneinandergeschaltet. Sind nun die beiden Größen gleich, so sind auch die Geschwindigkeiten gleich, und der Druckmesser zeigt Null.
Kleine dynamische und statische Drücke sind schwierig genauestens zu messen. Wegen der geringen Verstellkräfte bildet dabei der Einfluß der Adhäsion der Füllflüssigkeiten bei den benutzten Mikromanometern eine Fehlerquelle.
Treten Änderungen der Gasgeschwindigkeiten auf, so muß das Nullpunktmeßgerät entsprechend ausschlagen, was aber bei kleinen Geschwindigkeiten infolge der geringen Verstellkräfte für den Beobachter in nicht ausreichendem Ausmaß erkennbar wird.
Die Absaugegeschwindigkeit (Teilgasstrom) wird dementsprechend nicht immer gleich der Gasgeschwindigkeit im Meßquerschnitt (Hauptgasstrom) sein.
Das vorliegende Verfahren ist frei von diesen Fehlern, indem die der Geschwindigkeit eigenen Größen von einem sofort anzeigenden statischen Durchflußmesser gemessen werden. Die Ansprechempfindlichkeit auf die Änderungen der Gasgeschwindigkeiten ist bei den statischen Durchflußmessern wesentlich größer als die der Druckmesser, so daß jetzt eine wesentlich genauere Gleichhaltung der beiden Gasströme möglich ist und eine genaue Staubmessung jetzt auch bei kleinsten Gasgeschwindigkeiten ausführbar ist, während bisher die untere Grenze bei etwa 3 m/s lag.
Dlie Zeichnung gibt Aufklärung über die Einzelheiten der Meßanordnung.
Die Abb. I zeigt eine Meßeinrichtung für Staubmeßgeräte nach der Nulldruckmethode, bei der die Messung der gleichzuhaltenden Gasstromgeschwindigkeiten mit einem sofort anzeigenden statischen Durchflußmesser erfolgt. Dieser statische Durchflußmesser unterscheidet sich von einem Membrandruckmesser dadurch, daß beim statischen Durchflußmesser ein von der Druckdifferenz, die zwischen Ein- und Austrittsöffnung des statischen Durchflußmessers herrscht, abhängiger Strom des in messenden Gases erfolgt. Dieser Gasstrom durchfließt eine Meßkammer und umströmt dabei einen um eine Achse auslenkbaren Flügel, dessen Ausschlag direkt von einem Zeiger ohne Übersetzungsreibungen auf einer Skala angezeigt wird und somit tdie kleinste Druckdifferenz angezeigt wird (Literatur: Zeitschrift »Glückauf« vom 3. Januar 1948, S. I9).
Dler statische Durchflußmesser wird in ,der Ausführung für den Bergbau mit w-Messer bezeichnet.
Die Verwendung des statischen Durchflußmessers bei Staubmeßgeräten ermöglicht somit eine exakte Staubprobennahme bis herunter zu St aub-Gas-Gemisch-Geschwindigkeiten von 0,2 m/s.
Durch Drosselung des Durchflusses beim statischen Durchflußmesser kann er auch zur Messung von größeren Geschwindigkeiten bei Staubprobennahmen verwendet werden.
Durch das Einsetzen von Durchflußdrosseln wird die Erfassung von mehreren Meßbereichen mit ein und demselben statischen Durchflußmesser ermöglicht.
Im vorliegenden Fall werden die statischen Drücke auf den Durchflußmesser gegeneinandergeschaltet. Bei gleichen statischen Drückern sind auch die Geschwindigkeiten gleich, und der Durchflußmesser zeigt Null.
In den Absaugekopf 3 tritt der Teilgasstrom 4 ein, und es wird lan der Druckentnahmestelle 5 der statische Druck dieses Teilgasstromes gemessen und der Strom durch das Rohr 6 über den Filter zur Pumpe geführt. Der Hauptgasstrom, angedeutet ,durch die Pfeile 7, wird an der statischen Druckentnahmestelle 8 gemessen. Die statischen Drücke werden über die Verbindungsleitungen 9, 10 zum sofort anzeigenden statischen Durchflußmesser II geleitet.
Durch die gleich langen Strömungspfeile 12 sei angedeutet, daß die statischen Drücke, die an den Druckentnahmestellen 5, 8 herrschen, gleich groß sind. In diesem Fall ist in den Verbindungsleitungen keine Strömung, die Luftsäulen in den Leitungen 9, 10 üben auf den Flügel 12 gleiche Kräfte aus, und der Strömungsmesser zeigt Null.
Ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit des Hauptgasstromes 7, wird sie z. B. größer als die des Teilgasstromes 4, so entsteht än. der Eintrittsöffnung des Absaugerohres 6 eine Stauung und somit eine statische Druckerhöhung. Es besteht nun eine Druckdifferenz zwischen den Entnahmeöffnungen 5 und 8.
Der nunmehr entstehende Luftstrom nimmt folgenden Weg: von den Entnahmeöffnungen 5 durch die Verbindungsleitung 10, den Strömungsmesser 11, stößt auf den Flügel 12, umströmt diesen, verdreht ihn gegen diie Kraft der Spiralfeder I5 und strömt weiter durch die Verbindungsleitung 9 über die Entnahmeöffnungen 8 in den Hauptgasstrom 7.
Eine weitere Verbesserung bietet die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung an Staubmeßgeräten nach Abb. 2. Sie arbeitet nach dem Nulldruckverfahren und besteht aus zwei Geschwindigkeitsmeßstrecken, zwei Strömungsdruckgebern mit zwei Meßöffnungen.
Die Anordnung der Meßöffnungen, die Verwendung zweier Meßstrecken sowie die Umschaltbarkeit einer Meßöffnung ermöglichen mit nur einem Meßinstrument: 1. die Messung der Geschwindigkeitsdifferenzen beider Strömungen (Haupt- und Teilgasstrom), 2. die Messung der absoluten Geschwindigkeit, größenordnungsmäßig in Metersekunden des Haupt- oder Teilgasstromes.
In die Meßstrecke 18 tritt der angesaugte Teilgasstrom 4 ein, und es wird an der Meßöffnung 19 der statische Druck sowie ein von der Geschwindigkeit abhängiger Sog gemessen. Beide Größen werden über Id'ie Verbindung 20 auf einen iin der Abbildung nicht gezeigten sofort anzeigenden statischen Durchflußmesser übertragen.
Durch die Meßstrecke 21 tritt der Hauptgasstrom 7, und es werden an der Meßöffnung 22 ebenfalls der statische Druck des Hauptgasstromes sowie ein von der Hauptstromgeschwindigkeit abhängiger Sog gemessen und über die Verbindung 23 auf den sofort anzeigenden statischen Durchflußmesser übertragen.
Sind die Gewchwindigkeiten gleich, so sind auch die der Geschwindigkeit eigenen physikalischen Größen gleich, und da sie am Strömungsmesser gegeneinandergeschaltet sind, zeigt dieser dann Null.
Die Meßöffnung 22 lin der Meßstrecke 21 ist umschaltbar, angedeutet durch den Pfeil 24, und wird bei der absoluten Geschwindigkeitsmessung gegen die Strömung gedreht, durch die gestrichelte Stel- lunlg 25 angedeutet. Es wird nun ,der direkte Strömungsdruck, der ein Maß für die vorhandene Geschwindigkeit ist, gemessen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Meßanondnung für Staubmeßgeräte zlur Messung von Gasgeschwindigkeiten oder Geschwindigkeitsdifferenzen zweier Strömungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des statischen Druckes, Ides dynamischen Druckes oder des Gesamtdruckes mit einem sofort anzeigenden statischen Durchflußmesser (11) erfolgt.
2. Meßanordnung für Staubmeßgeräte zur Messung von Gasgeschwindigkeiten oder Geschwindigkeitsdifferenzen zweier Strömungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Geschwindigkeit in zwei Meßstrecken (18, 21) erfolgt.
3. Meßanordnung für Staubmeßgeräte zur Messung von Gasgeschwindigkeiten oder Geschwindigkeitsdifferenzen zweier Strömungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßöffnungen (19, 22) in den Meßstrecken (18, 21) so angeordnet sind, daß auf jede der Öffnungen (19, 22) die Differenz zwischen statischem Druck und Sog oder die Summe des dynamischen und statischen Druckes wirkt.
4. Meßanordnung für Staubmeßgeräte zur Messung von Gasgeschwindigkeiten oder Geschwindigkeitsdifferenzen zweier Strömungen nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßöffnung (22) umschaltbar ist, so daß mit derselben einmal der statische Druck, vermindert um den von der Geschwindigkeit abhängigen Sog, und nach erfolgter Umschaltung der dynamische Druck, vermehrt um den statischen Druck, gemessen wird.