-
Verfahren und Einrichtung zum Messen eines geringen Druckunterschiedes
von zwei in Leitungen strömenden Medien
Das Messen geringer Drücke mit Hilfe der
bekannten Geräte, wie U-Rohre, Federmanometer u. dgl., bereitet erhebliche Schwierigkeiten
und wird unterhalb einer bestimmten. Grenze überhaupt unmöglich. Dieser Nachteil
wird durch die Erfindung, die sowohl ein Meßverfahren als auch eine Einrichtung
zum Ausüben dieses Verfahrens umfaßt, beseitigt.
-
Die Erfindung hinsichtlich des Verfahrens beL steht im wesentlichen
darin, daß in der Meßleitung das durchströmende Medium ionisiert wird, und daß die
mit Hilfe des durch die Strömung eintre tenden lonentransportes gemessene Geschwindigkeit
des Mediums zur Regelung einer in der verbindenden Meß leitung angeordneten Druckkompensationseinrichtung
benutzt wird, deren Regelstellung in funktionellem Zusammenhang zu dem zwischen
beiden Leitungen vorhandenen Druckunterschied steht.
-
Nach den weiteren Merkmalen des Verfahrens ge miß der Erfindung wird
die Druckkomp.ensationseinrichtung so lange nachgeregelt, bis die Geschwindigkeit
des strömenden Mediums in der Meßleitung Null wird, oder einen bestimmten, gewählten
Wert hat.
-
Die Erfindung hinsichtlich der der Ausübung des neuen Meßverfahrens
dienenden Einrichtung besteht im wesentlichen in der Anordnung einer in die Meßstrecke
eingeschalteten Stiftelektrode zum Ionisieren des durchströmenden Mediums, zu welchem
Zweck erfindungsgemäß auch ein radioaktives
Präparat in die Meßstrecke
eingeschaltet werden kann. Nach einem anderen Merkmal der Erfindung dient als Druckkompensationseinrichtung
einedrehzahlregelbare Zentrifugalpumpe. Die Meßeinrichtung ist weiterhin dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Impedanzen, vorzugsweise Kondensatoren, zu beiden Seiten
der Ionisierungsstelle angeordnet sind, die sich in einer an sich bekannten, die
Druckkompensationseinnchtung selbsttätig regelnden elektischen Brückenschaltung
befinden. Die Druckkompensationseinrichtung ist erfindungsgemäß mit einer von ihrer
eingeregelten Stellung abhängigen, in D ruckeinheiten eichbaren Anzeigeeinrichtung
ausgerüstet. Nach dem weiteren und letzten. Merkmal der Erfindung liegt vor und
hinter der Meßstrecke ein Staubabscheider.
-
Durch die Erfindung wird der Wissenschaft ein bisher unzugänglicher
Untersuchungsbereich erschlossen, da nunmehr auch dort noch verläßliche Meßergebnisse
zu erlangen sind, wo man bisher auf grobe Annäherungen. angewiesen war. Infolge
ihrer hohen Empfindlichkeit kann die Einrichtung nach der Erfindung nicht nur zur
unmittelbaren Druckmessung, sondern auch in solchen Fällen verwendet werden, wo
Analogiegrößen auf irgendeine Weise in Druckschwankungen umgewandelt werden können
Der Aufbau und die Arbeitsweise einer nach dem neuen Verfahren arbeitenden Meßanordnung
gemäß der Erfindung sind an. Hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
-
Die Riohrleitungen I I un.d 14 sind einerseits an nicht gezeichnete
Meßstellen. angeschlossen, andererseits führt das Rohr II zur Druckseite 2I der
Umlaufpumpe 20 und das Rohr 14 zum Abscheider 31.
-
Die Saugseite 22 der Umlaufpumpe 20 steht über einen Abscheider 30
und die Null-Meßstrecke 40 mit dem Abscheider 31 und der Rohrleitung 14 in Verbindung.
Der Umlaufpumpenläufer 23 ist mit dem Motor 51 un.d dieser mit einer Tachodynamomaschine
gekuppelt. Die Drehzahl des Läufers 23 bestimmt der Regler 52, der von Hand oder
durch den Verstellmotor 53 betätigt wird. Die Tachodynamo 54 ist zweckmäßigerweise
mit einem Anzeigeinstrument 55 verbunden, dessen Skala in Druckeinheiten, Umdrehungen/Minute
oder Spannungseinheiten geeicht sein kann.
-
Die Null-Meßstrecke 40 ist vorzugsweise symmetrisch aufgebaut. Im
dargestellten. Ausführungsbeispiel besteht sie aus einem in der Symmetrieebene angeordneten
und in einem Bleiklotz 45 od. dgl. eingekapselten Radiumpräparat 41 oder einer Sprühelektrode,
wodurch das Medium in der Null-Meßstrecke ionisiert wird. Zu beiden Seiten der Impfstelle
sind, vorzugsweise in gleichen Abständen von dem Strahler, Kondensatoren 42 und
43 oder ähnliche Elemente angeordnet. An diese Elemente ist die an sich bekannte
elektrische Meßbrücke 6i mit Verstärker 62 angeschlossen, deren Gleichgewicht jeweils
dann gestört wird, wenn die Null-Meßstrecke in der einen oder anderen Richtung durchströmt
wird. Zweckmäßigerweise besteht die Brücke aus zwei Trioden oder Pentoden, in deren
Gitterkreisen die Meßelemente angeordnet sind. Die von der Meßstrecke in.folge Ionisierung
ausgehenden, elektrisch verstärkten Impulse werden als Anodenstromschwankunge.n
von einem elektrischen Gerät 64 angezeigt oder zur Betätigung von Relais ausgenutzt.
Mit dem Verstärker ist auch ein Servomotor 63 verbunden.
-
Die Einrichtung läßt sich hauptsächlich in zweifacher Weise verwenden,
nämlich zum Messen von Druckdifferenzen und um solche auf einem bestimmten vorgegebenen
Wert zu halten. Herrscht zwischen den beiden Rohrleitungen II und 14 eine bestimmte
Druckdifferenz dp, so wird bei ruhender Kompensationspumpe 20 in der Meßstrecke
40 eine im wesentlichen von ilp p abhängige Geschwindigkeit des Druckmittels auftreten.
Dadurch wird das Gleichgewicht der M'eßhrüche 6I gestört; denn durch das strömende
Medium erfolgt ein Ionentransport in Strömungsrichtung, wodurch die Dielektrizitätskonstante
für die beiden Kondensatoren .42 und 43 verschieden wird. Diese Verstimmung der
Meßbrücke bewirkt einen Ausschlag des Instrumentes 64. Treibt man die Pumpe 20 über
den Motor 51 an, so wird die von der Pumpe erzeugte Druckdifferenz dem Wert A p
entgegenwirken und auf diese Weise die Geschwindigkeit in der Meßstrecke vermindern.
Schließlich ist bei einer bestimmten Motor- un.d damit Pumpendrehzahl die Druckdifferenz
A p vellständig kompensiert, d. h. die Geschwindigkeit des Druckmittels in der Meßstrecke
ist Null, der einseitige Ionentransport hört auf und das Gleichgewicht der Meßbrücke
ist wiederhergestellt, wobei das Meßinstrument 64 auf Null einspielt. Das Einstellen
der richtigen Motordrehzahl kann von Hand erfolgen. Es ist aber auch möglich, den
bei gestörtem Gleichgewicht in der Brückendiagonale fließenden Strom mit Hilfe eines
Servomotors 63 zum Einregeln des Pumpenantriebsmotors 51 zu verwen.den. In diesem
Fall wirkt der Servomotor unmittelbar auf die Verstelleinrichtung 53 des Reglers
52 ein.
-
Der zu messen.de Druck kann in der beschriebenen Weise an dem von
der Tachomaschine gespeisten Meßgerät abgelesen werden.
-
Soll hingegen eine bestimmte vorgegebene Druckdifferenz aufrechterhalten
werden, so wird eine, dieser Druckdifferenz entsprechende Geschwindigkeit in der
Meßstrecke und damit eine bestimmte Bräckenverstimmung eingestellt, der Servomotor
63 dient dann dazu, über entsprechende Drosselorgane die Soll druckdifferenz aufrechtzuerhalten.
-
Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, die Soll-Druckdifferenz
nach einem zeitlichen Programm automatisch oder von Hand zu variieren und damit
die Ist-Druckdifferenz mit Hilfe der Nul!l-Meßstrecke und der daran angeschlossenen
Verstärker und Regel elemente automatisch nachzusteuern.