NL1030940C1

NL1030940C1 - Simplified measurement device is for simultaneous measurement of flow speeds, pressure and temperature of air, gases and fluids

Info

Publication number: NL1030940C1
Application number: NL1030940A
Authority: NL
Inventors: Pascal Ferdinand Antoni Putten
Original assignee: Pascal Ferdinand Antoni Putten
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2007-07-19

Abstract

The simplified measurement device is for the simultaneous measurement of flow speeds, pressure and temperature of air, gases and fluids, with the three parameters measured independently and simultaneously. The measurement device can be used in very divergent conditions of atmospheric pressure up to pressures of 10 bar and higher. The sensor (1) for measurement of flow speed, such as a thermic flow sensor, is fitted in a measurement head (2) provided with a pressure pick-up point (3) at right-angles to the flow direction. This point is connected by a connecting conduit (4) with the pressure sensor (5). The temperature sensor (6) is preferably, but not necessarily, as close as possible to the flow sensor. The measurement head, by means of a hermetically closed filler material, is connected with a tube (7) of random but known diameter. The three sensors are connected with an attendant electronic processor (8). The measurement signals of the three sensors are handled by a micro-processor.

Description

ENKELVOUDIGE MEETINRICHTING VOOR HET GELIJKTIJDIG METEN VAN STROMINGSSNELHEDEN, DRUK EN TEMPERATUUR VAN LUCHT, GASSEN ENSINGLE MEASURING DEVICE FOR SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF FLOW SPEEDS, PRESSURE AND TEMPERATURE OF AIR, GASES AND

VLOEISTOFFENLIQUIDS

s De uitvinding heeft betrekking op een enkelvoudige meetinrichting voor het gelijktijdig verrichten van metingen van de stromingssnelheid, V, druk, P, en temperatuur ,T aan een stromend medium, waarbij de parameters gelijktijdig en onafhankelijk van elkaar worden gemeten in stromende lucht en gassen. De meetinrichting kan gebruikt worden in zeer uiteenlopende omstandigheden van atmosferische druk tot drukken van 10 bar en hoger. ioThe invention relates to a single measuring device for simultaneously taking measurements of the flow rate, V, pressure, P, and temperature, T on a flowing medium, the parameters being measured simultaneously and independently of each other in flowing air and gases. The measuring device can be used in very different conditions from atmospheric pressure to pressures of 10 bar and higher. io

De meetmethode wordt niet gelimiteerd door de toegepaste technologie, maar kan in alie denkbare combinaties van sensortechnologie en fabricage technieken worden uitgevoerd, zoals met behulp van halfgeleidertechnologie, conventioneel, met dikke en dunne film techniek, glastechnologie en dergelijke.The measuring method is not limited by the technology used, but can be carried out in all conceivable combinations of sensor technology and manufacturing techniques, such as with the aid of semiconductor technology, conventional, with thick and thin film technology, glass technology and the like.

1515

Uit de overvloedige octrooiliteratuur zijn vele technieken en technologieën bekend welke geschikt zijn voor het meten van stroomsnelheden van gassen en vloeistoffen. Dergelijke inrichtingen zijn bekend bijvoorbeeld uit octrooischriften, NL 1015910; US patent 3996799; 548077 en EP 0642 000A2 . Verwezen wordt ook naar Sensors & Actuators 4 (1983 387-396 20 en (1988) 103-115 en IEEE Sensors Journal, December 2002, Vol. 2, no. 6, p. 636-643. Daarnaast is overvloedige literatuur beschikbaar op het gebied van druk en temperatuurmetingen. Geen van deze meetinrichtingen zijn echter geschikt voor het gelijktijdig meten van de drie parameters, V, P, en T.Many techniques and technologies are known from the abundant patent literature that are suitable for measuring flow rates of gases and liquids. Such devices are known, for example, from patents NL 1015910; U.S. Patent 3996799; 548077 and EP 0642 000A2. Reference is also made to Sensors & Actuators 4 (1983 387-396 20 and (1988) 103-115 and IEEE Sensors Journal, December 2002, Vol. 2, No. 6, pp. 636-643. In addition, abundant literature is available on the None of these measuring devices, however, are suitable for simultaneously measuring the three parameters, V, P, and T.

25 In de beoogde uitvinding wordt de opnemer zo uitgevoerd dat het gelijktijdig meten van de drie parameters wel mogelijk wordt gemaakt. Verwezen wordt naar de uitvoering in het octrooigeschift NL 1020896, waarin een “probe” uitvoering is beschreven. In deze "probe" uitvoering zijn voor het meten van de stroomsnelheid twee openingen aangebracht. In de nieuwe meetinrichting wordt, ter bepaling van de statische druk van het medium, loodrecht op 30 de richting van het langsstromende medium en direct naast de sensor, voor het meten van de stroomsnelheid van het medium, een opening aangebracht, welke verbonden wordt met een buisvormige verbindingsleiding, aangesloten opeen druksensor. Deze druksensorwordt bij voorkeur geplaatst in dezelfde behuizing, waar zich ook de overige verwerkingselektronica en microprocessor bevindt. Voor het meten van de temperatuur, T, wordt een geschikte 35 temperatuur sensor, bijvoorbeeld een KTY83-110, gemonteerd naast de sensor voor het meten van de stroomsnelheid, op een zodanige wijze, dat de werktemperatuur van de sensor, Ts, de meting van de temperatuur van het medium, Tm, niet kan beïnvloeden.In the intended invention, the sensor is designed in such a way that simultaneous measurement of the three parameters is made possible. Reference is made to the embodiment in patent specification NL 1020896, in which a "probe" embodiment is described. In this "probe" embodiment, two openings are provided for measuring the flow rate. To determine the static pressure of the medium perpendicular to the direction of the flowing medium and immediately next to the sensor, an opening is provided in the new measuring device for measuring the flow rate of the medium, which opening is connected to a tubular connecting line, connected to a pressure sensor. This pressure sensor is preferably placed in the same housing, where the other processing electronics and microprocessor are also located. For measuring the temperature, T, a suitable temperature sensor, for example a KTY83-110, is mounted next to the sensor for measuring the flow rate, in such a way that the operating temperature of the sensor, Ts, the measurement of cannot influence the temperature of the medium, Tm.

1030940 21030940 2

Deze “probe” uitvoering of meetbuis kan uitstekend gebruikt worden voor het bepalen van het persluchtverbruik van grote compressorinstallaties. Het is bekend dat het slechte rendement (± 5%) van compressorinstallaties en de daarmee gepaard gaande hoge energiekosten, een toenemende zorg zijn en vragen om een constante bewaking van het energieverbruik van deze 5 installaties.This "probe" version or measuring tube can be used excellently for determining the compressed air consumption of large compressor installations. It is known that the poor efficiency (± 5%) of compressor installations and the associated high energy costs are an increasing concern and require constant monitoring of the energy consumption of these 5 installations.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van Figuur 1. De sensor (1) voor het meten van de stroomsnelheid, in dit voorbeeld een thermische flowsensor, is gemonteerd in een meetkop (2). De meetkop is voorzien van een drukopnamepunt(3) dat zich haaks op de stromingsrichting ίο bevindt. Het drukopnamepunt is middels een verbindingsleiding (4) verbonden met de druksensor (5). De temperatuursensor, T, (6) bevindt zich bij voorkeur, maar niet noodzakelijk, zo dicht mogelijk bij de flowsensor. De meetkop wordt, middels een hermetisch afsluitend vulmateriaal, verbonden met een buis (7) van willekeurige doch bekende diameter. De drie sensoren worden verbonden met de bijbehorende verwerkingselektronica (8). De meetsignalen 15 van de drie sensoren kunnen door een microprocessor worden verwerkt. Hiermee wordt het mogelijk om snelheid, volume, debiet, druk en temperatuur en massa van het langsstromende medium te berekenen over een groot meetbereik, c.q. dynamiek.The invention is explained with reference to Figure 1. The sensor (1) for measuring the flow rate, in this example a thermal flow sensor, is mounted in a measuring head (2). The measuring head is provided with a pressure pick-up point (3) that is perpendicular to the flow direction ίο. The pressure sensor is connected to the pressure sensor (5) via a connecting line (4). The temperature sensor, T, (6) is preferably, but not necessarily, as close to the flow sensor as possible. The measuring head is connected by means of a hermetically sealing filling material to a tube (7) of any but known diameter. The three sensors are connected to the associated processing electronics (8). The measurement signals from the three sensors can be processed by a microprocessor. This makes it possible to calculate speed, volume, flow, pressure and temperature and mass of the flowing medium over a large measuring range, or dynamics.

In figuur 2 is een uitvoering getekend waarbij het de druksensor (5) en het drukopnamepunt (3) 20 zich op een alternatieve plaats bevinden.Figure 2 shows an embodiment in which the pressure sensor (5) and the pressure pick-up point (3) are located at an alternative location.

Ter bescherming van de sensoren of voor het schalen van de gevoeligheid van de flowsensor kan er een beschermkapconstructie over de meetkop worden geplaatst. Deze beschermkapconstructie kan worden voorzien van een of meerdere uitsparingen waardoor het 25 medium kan interacteren met de sensoren.To protect the sensors or to scale the sensitivity of the flow sensor, a protective cap construction can be placed over the measuring head. This protective hood construction can be provided with one or more recesses, so that the medium can interact with the sensors.

1 0.? n 9,4 01 0.? n 9.4 0

Claims

A single measuring device for measuring flow rate, pressure and temperature of a flowing medium, characterized in that the three physical quantities V, P, and

A single measuring device for measuring flow rate, pressure and temperature of a flowing medium according to claim 1, characterized in that the quantity of pressure (P) is measured independently of the speed of the flowing medium. 10

3. A single measuring device for measuring flow rate, pressure and temperature of a flowing medium according to claims 1 and 2, characterized in that the flow, pressure and temperature sensor are placed in the same rod-shaped measuring tube according to figure 1.

A single measuring device for measuring flow rate, pressure and temperature of a flowing medium according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the device is used for simultaneously measuring compressed air consumption, compressed air pressure and compressed air temperature.

A single measuring device for measuring flow rate, pressure and temperature of a flowing medium according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the combination of V, P and T is used to display the amount of energy per unit of time on a read device.

5 T, be measured simultaneously and independently of each other.

A single measuring device for measuring flow rate, pressure and temperature of a flowing medium according to claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that the component parts are made of stainless steel in combination with plastic.

A single measuring device for measuring the flow rate, pressure and temperature of a flowing medium according to claims 1, 2, 3,4, 5 and 6, characterized in that the sensors are interchangeable without recalibration.

Single measuring device for measuring flow rate, pressure and temperature of a flowing medium according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7, characterized in that the air humidity is also measured using the same measuring head. 1 03 ^ 9.4 0