NL192467C - Stromingsmeter. - Google Patents

Description

1 192467

Stromlngsmeter

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het meten van de stroomsnelheid van een fluïdum door een fluïdumdooriaat, omvattende: een eerste elektrisch verwarmingselement dat is opgesteld in warmte-5 uitwisselende relatie met genoemd fluïdum; een tweede elektrisch verwarmingselement dat stroomafwaarts van het eerste elektrische verwarmingselement is opgesteld in warmte-uitwisselende relatie met genoemd fluïdum; eerste besturingsorganen voor het besturen van de temperatuur van het eerste elektrische verwarmingselement naar een eerste voorafbepaalde temperatuur; tweede besturingsorganen voor het besturen van de temperatuur van het tweede elektrische verwarmingselement naar een tweede vooraf-10 bepaalde temperatuur, meetorganen voor het meten van de fluïdumstroming door een meetgebied van genoemde fluïdumdooriaat door het meten van het naar het tweede elektrische verwarmingselement toegevoerde elektrische vermogen.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.680.377. Het weridngsprinctpe van een dergelijke inrichting is gebaseerd op het gegeven, dat een stromend fluïdum dat een massa met hogere 15 temperatuur ontmoet, de neiging heeft om die massa af te koelen, en wel des te sterker naarmate de stroomsnelheid hoger is. De hoeveelheid vermogen die dan benodigd is om die massa op constante temperatuur te houden, is een maat voor de stroomsnelheid van het fluïdum.

Gebleken is, dat bij de bekende inrichting de meetresultaten worden beïnvloed door omgevingsomstandigheden, meer in het bijzonder door variaties in de temperatuur van de omgeving. Voorts kan het 20 relatief lang duren, voordat zich een evenwicht heeft ingesteld na een verandering in de stroomsnelheid, zodat de bekende inrichting een betrekkelijk lage responssnelheid heeft. Daarboven is gebleken, dat bij de bekende inrichting de relatie tussen genoemde hoeveelheid vermogen en de stroomsnelheid van het fluïdum niet in voldoende mate lineair is.

Het is een algemeen doel van de onderhavige uitvinding om de bekende inrichting te verbeteren.

25 Meer in het bijzonder is het een doel van de uitvinding om een gevoelige en stabiele stromingsmeet-inrichting te verschaffen welke een relatief ongecompliceerde en goedkope constructie heeft, en die in staat is om met zeer grote snelheid te reageren op stroomsnelheidsvariaties.

Daartoe heeft de meetinrichting van het bovengenoemde type volgens de uitvinding het kenmerk, dat stroomafwaarts van het tweede elektrische verwarmingselement een derde elektrische verwarmingselement 30 is opgesteld in warmte-uitwisselende relatie met genoemd fluïdum; en dat derde besturingsorganen aanwezig zijn voor het besturen van de temperatuur van het derde elektrische verwarmingselement naar een derde voorafbepaalde temperatuur, op een dusdanige manier dat een voorafbepaald temperatuurprofiel in stand wordt gehouden over genoemd meetgebied onafhankelijk van de stroomsnelheid van het fluïdum door de fluïdumdooriaat.

35 Bij voorkeur worden de temperaturen zodanig ingesteld, dat de eerste temperatuur hoger is dan de maximaal te verwachten ingangstemperatuur van het fluïdum, dat de tweede temperatuur hoger is dan de eerste temperatuur, en dat de derde temperatuur zich bevindt tussen de eerste temperatuur en de tweede temperatuur.

In een nuttige een efficiënte implementatie, waarbij ten volle gebruik wordt gemaakt van de intrinsiek 40 grote responssnelheid van de voorgestelde meetmethode, zijn genoemde verwarmingselementen gevormd van elektrisch weerstandsmateriaal met een hoge temperatuurcoëfficiënt van weerstand, en omvatten genoemde besturingsmiddelen elektrische brugketens met steeds het respectieve verwarmingselement in één van de takken daarvan, waarbij elke bmgketen een bruguitgangssignaal genereert dat representatief is voor de veranderingen van de temperatuur van het respectieve verwarmingselement. Bij voorkeur is 45 genoemd weerstandsmateriaal verbonden in een tak van de respectieve, vier brugtakken omvattende brugketen, en omvat de respectieve besturingsketen een elektronische versterker die responsief is op de bruguitgangssignalen, alsmede een vermogensversterker die bestuurbaar is door genoemde elektronische versterker.

In een verdere uitwerking, die bedoeld is voor situaties waar variaties in de omgevingstemperatuur de 50 meting zouden kunnen verstoren, wordt verkregen door het verbeteren van de immuniteit van de inrichting tegen dergelijke variaties door te voorzien in een kunstmatige omgeving met gestabiliseerde temperatuur, doordat een besturingsorgaan aanwezig is voor het besturen van de temperatuur van de omgeving van de inrichting, en een verwarmingselement aanwezig is dat de temperatuur van de omgeving van de inrichting regelt tot een waarde boven de temperatuur van de plaats waar de inrichting wordt gebruikt.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening.

Daarbij toont: 55 192467 2 figuur 1 een gedeeltelijk schematische en gedeeltelijk in blokschemavorm weergegeven afbeelding van met elkaar samenwerkende gedeelten van een stroommeetstelsel volgens de uitvinding, tezamen met kenmeiken van sequentiële stroomsecties, waarover voorgeschreven temperatuurverdelingen tot stand worden gebracht; 5 figuur 2 een stroomleiding-aftastinrichting volgens de uitvinding, vooizien van drie trappen van uitwendig gewikkelde bedrading met hoge temperatuurcoëfficiënt, binnen een omgeving regelend omhulsel; figuur 3 gedeeltelijk is dwarsdoorsnede een stroomtransducent stelsel, waarin een stroomleiding-aftastinrichting in shunt ten opzichte van een stroomleiding is gemonteerd; en figuur 4 schematische en in blokschema weergegeven details van een schakeling voor een elektrische 10 klepregelinrichting waarin hoge responsiesnelheden worden bevorderd door de massa stroomsnelheids-meetmethoden volgens de uitvinding.

Onder verwijzing naar de tekening, waarin dezelfde verwijzingen betrekking hebben op identieke of overeenkomstige componenten en eenheden in de verschillende figuren, en meer in het bijzonder naar 15 figuur 1 daarvan, is een uitvoeringsvorm van een bepaalde thermische stroommeetinrichting 5 afgebeeid, welke is voorzien van elektrische warmte-uitwisseleiementen 6, 7 en 8, die in deze volgorde ten opzichte van een zich bewegende fluïdumstnoom zijn opgesteld, waarvan de laminaire stroming langs een baan, bepaald door met een stippellijn aangegeven begrenzingen 9, door een stroomopwaartse pijl 10 en een stroomafwaartse pijl 11 is aangeduid. De elementen 6-8 worden op een eenvoudige wijze gevormd door 20 elektrische weerstanden, zoals een draad, welke kan worden verhit door stromen, die door deze draad wordt gevoerd en, welke zelf sterk temperatuurgevoelig zijn tengevolge van het feit, dat de draden zijn vervaardigd uit een materiaal met grote temperatuurcoëfficiënt (zoals een draad, welke een positieve coëfficiënt van +3500 ppm/°C bezit). De invloed van een dergelijk element wordt opzettelijk over de stroombaan verdeeld en wel zodanig, dat gerelateerde onderlinge samenwerkingen met het fluïdum volledig 25 kunnen zijn, zelfs wanneer de stroomsnelheden daarvan groot zijn, waarbij de opeenvolgende verdelingen in nabij gelegen eind-tot-eindrelaties zijn, welke de neiging hebben om vertragingen tussen de onderling afhankelijke werkingen van de drie met elkaar samenwerkende elementen tot een minimum terug te brengen. De eerste van deze verdelingen, 6A, moet initieel voorzien in een kritische conditionering van het binnenkomende fluïdum en overspant derhalve een sectie van de stroombaan, welke onmiddellijk stroomop-30 waarts is gelegen ten opzichte van het op een soortgelijke wijze verdeelde primaire meetelement 7. Onder bestuur van een automatisch herbaiancerend brugnetwerk, 6B, waarvan het een deel uitmaakt, voert het verdeelde element 6 een zodanige hoeveelheid warmte aan het stromende fluïdum toe, dat ervoor gezorgd wordt, dat de fluïdumtemperatuur wordt geregeld op een eerste niveau, dat hoger ligt dan die temperaturen, waarvan normaliter kan worden verwacht, dat het fluïdum deze bezit wanneer het fluïdum het stroommeet-35 stelsel binnentreedt. Onmiddeliijk daarna voert het meetelement 7, met een verdeling 7A langs de stroombaan, warmte aan het fluïdum toe onder bestuur van een tweede automatisch herbalanceerbrug-netwerk, 7B waarvan het op zijn beurt deel uitmaakt. Deze tweede verhittingsstap is van een groot aftast- of meetbelang, omdat de betreffende meetenergie is gerelateerd aan de stroming, welke optreedt. Meer in het bijzonder blijkt wanneer ervoor gezorgd wordt, dat het hele stromende fluïdum door het element 7 vanuit 40 een bekend niveau in een bekende mate wordt verhit, dat de betreffende energie kan worden geïnterpreteerd als een maat van de massastroomsnelheid. Voor deze doeleinden omvat de inrichting volgens figuur 1 een meeteenheid 7A, die over het element 7 is gekoppeld en reageert op spanningsvallen daarover wanneer het bijbehorende brugnetwerk 7B verhittingsstromen door het element voert en wel in variërende mate, zoals vereist voor verschillende stroomtoestanden op verschillende tijdstippen. Een groot voordeel, 45 dat een gevolg is van de nauwkeurige regeling van de temperatuur van het fluïdum juist voor het binnentreden daarvan aan de wegsectie 7A, is de exceptionele bijdrage, welke deze levert ten aanzien van de responsiesnelheid van de stroommeter. Betrekkelijk kleine thermische tijdconstanten van onderdelen van de stroommeterconstructie, welke anders moeten worden ingesteld om nieuwe evenwichtstemperaturen bij elke stroomverandering, kunnen als een significante factor buiten beschouwing worden gelaten en in plaats 50 daarvan blijkt een zeer hoge responsiesnelheid van de stroommeterinrichting volgens de inrichting in hoofdzaak te worden bepaald door de zogenaamde ’’transportvertraging”, welke de tijd is, die nodig is opdat de stroming het meetelement 7 bereikt. Op zijn beurt kunnen indien de bijbehorende verhittings- en moeten besturingsnetwerken eveneens grote snelheidsresponsies vertonen, handelingen in wezen momentaan worden uitgevoerd en worden geïsoleerd ten aanzien van inherente vertragingen, welke anders aanwezig 55 kunnen blijven als een bron van ernstige storingen.

Het derde warmte-uitwisselingselement 8, onmiddellijk stroomafwaarts ten opzichte van het meetelement 7, bestaat eveneens uit een verwarmingselement, waarvan de invloed is verdeeld over een lengte, 8A, van 3 192467 de stroombaan. De temperatuur van het fluïdum wordt daar geregeld ten opzichte van een niveau, dat bij voorkeur is gelegen tussen de niveau’s, behorende bij de stroomopwaartse en midstroomsecties 6A en 7A, en een automatisch herbalanceerbrugnetwerk 8B, waarvan het element 8 deel uitmaakt, realiseert deze regeling. Opgemerkt wordt, dat men het zich bewegende fluïdum iets kan laten afkoelen nadat het kritisch 5 verder is verhit bij de meting in de meetsectie 7A, zelfs ofschoon de stroomafwaartse conditioneringssectie 8A, waarin het fluïdum zich dan beweegt, eveneens wordt verhit, ofschoon ten opzichte van een lager temperatuumiveau, en wel door het element 8. De bestuurde koeling, die op deze wijze tot stand wordt gebracht, heeft een gewenste invloed op de metingen en bezit het gunstige effect, dat de spanningsvallen over het meetelement 7 in hoofdzaak lineair evenredig met de massastroomsnelheid worden gemaakt. Bij 10 andere constructies kan de relatie bijvoorbeeld in hoofdzaak hyperbolisch zijn en bijbehorende weergeef-inrichtingen of regelinrichtingen dienen opgewassen te zijn tegen de bezwaren, die inherent zijn aan dergelijke niet-lineariteit. Het temperatuurprofiel, dat langs de stroombaan door de onderlinge samenwerkende secties wordt opgewekt, is een profiel, waarin het fluïdum op een eerste temperatuur wordt gebracht wanneer het fluïdum de centrale meetsectie 7A binnentreedt en waarbij de temperatuur daarna tot een iets 15 hoger niveau wordt verhoogd en men het fluïdum daarna laat afkoelen, onder bestuurde omstandigheden, tot een lagere tweede temperatuur op het moment, waarop het fluïdum de positie bereikt, waarbij het fluïdum deze centrale sectie verlaat. De gemiddelde temperatuur, welke over de centrale sectie of de verdeelde verhittingstrap 7A wordt ondervonden, wordt evenwel steeds in hoofdzaak constant gehouden, onafhankelijk van veranderingen in stroom, en het is het vermogen, dat nodig is om een bepaalde 20 gemiddelde temperatuur tot stand te brengen, wanneer het fluïdum eenmaal eerst afzonderlijk is geconditioneerd om een geregelde lagere temperatuur te bereiken, welke de massastroomsnelheid kenmerkt. De meting van dit elektrische vermogen of de bijbehorende stroom, kan leiden tot nuttige informatie, doch, zoals reeds is opgemerkt, staat de spanningsval over het element 7 in een lineair evenredige relatie tot de massastroomsnelheid en is deze derhalve een voorkeursparameter voor de meting.

25 De drie automatisch herbalancerende brugnetwerken 6B, 7B en 8B zijn in het algemeen met elkaar vergelijkbaar, waarbij de weerstandselementen 6, 7 en 8 met grote temperatuurcoëfficiënt elk afzonderlijk een been van een normaal type van een volledige brug vormen, en de andere drie benen, 6a-6c en 7a-7c resp. 8a-8c, bestaan uit in hoofdzaak constante impedanties met relatief geringe temperatuurcoëfficiënten, een en ander zodanig, dat het brugevenwicht in elk geval niet op een significante wijze zal worden 30 beïnvloed door veranderingen in vermogen, welke moeten worden verwerkt wanneer de verhittings- weerstandseiementen op een verschillende wijze worden gevoed onder zich veranderende omstandigheden, die de toevoer van verschillende hoeveelheden warmte vereisen. De respectieve energiebronnen, 6d, 7d en 8d, bekrachtigen en bruggen over de ingangspunten daarvan overeenkomstig hetgeen wordt voorgeschreven door de besturingseenheden 6e-8e, welke reageren op brugevenwichtsverstoringstoestanden, die over 35 de bruguitgangsklemmen optreden. De impedantie, welke de meeteenheid 7c vertoont voor het primaire weerstandselement 7, is betrekkelijk groot en het element is derhalve in wezen geïsoleerd van de brugba-lancering of de elementverhitting en beïnvloed deze ook niet wezenlijk. In elk geval neemt wanneer de fluïdumstroom begint met het afkoelen van een van de elementen onder de beoogde temperatuur daarvan, de weerstand daarvan af, wordt de bijbehorende bmg uit zijn evenwicht gebracht, wordt de evenwichts-40 verstoring direct door de samenwerkende besturingseenheid gedetecteerd en wordt veroorzaakt, dat de bron, welke de bijbehorende bmg voedt, onmiddellijk meer energie levert en derhalve het element verder verhit. Het omgekeerde proces treedt op een automatische en in hoofdzaak instante wijze op wanneer een verhitting boven de beoogde temperatuur begint.

Temperatuurvariaties in de omgeving, waarbinnen de stroommeting plaatsvindt, kunnen de werking 45 daaivan degraderen en worden derhalve het beste geïsoleerd door middel van een omhülsel, zoals het omhulsel, gekenmerkt door de stippellijn 12 in figuur 1 en de buisvormige tegenhanger daarvan, 12', in figuur 2. Ofschoon een eenvoudig thermisch isolerend omhulsel om de stroombaan en de verdeelde verhittings- en meetelementen enige voordelen kan bieden, wordt een voorkeursisolatie en daarmede gepaard gaande veibetering van de stroommeterwerking verkregen door de onmiddellijk omgevende 50 temperatuur te regelen op een in hoofdzaak vaste waarde, welke hoger ligt dan een eventuele omgevingstemperatuur, welke men kan verwachten bij het beoogde gebruik van de inrichting. Voor deze doeleinden is de stroombuis 9' (figuur 2), omgeven door de holle, cylindrische buis 12', die de inlaat-, meet- en uitlaat-secties 6A', 7A' en 8A' daarvan en de bijbehorende verdeelde verhittings- en meetelementen 6', 7' en 8' overspant. Een geschikte warmtebestendige isolatiebuis 12', die aan de uiteinden door afsluitingen wordt 55 ondersteund, is op een geschikte wijze in radiale richting op een afstand van de dunwandige en langgerekte uit roestvrij staal bestaande aftastbuis 9' opgesteld en dient op een geschikte wijze ais een ondersteuning voor een gedrukt-ketenpaneelinzetstuk 13, waarmede de uiteinden van de secties wikkelingen 6', 7' en 8' 192467 4 zijn verbonden, die langs de buitenzijde van de buis 9' in innig warmte uitwisselcontact, doch in een elektrisch isolerende relatie daarmede zijn verdeeld, Een uit een elektrische weerstand bestaande verhittingswikkeling 14 is langs de buitenzijde van het de omgeving isolerende, buisvormige omhulsel 12' verdeeld en bestaat bij voorkeur uit een draad met grote temperatuurcoëfficiënt, zodat deze evenals de 5 sectie wikkelingen 6', 7' en 8', bij voorkeur deel kan uitmaken van een dynamisch automatisch regelnetwerk, dat zowel de temperatuur aftast als warmte toevoert, wanneer dit nodig is. De stroombuis 9' is zodanig ontworpen, dat laminaire stroomomstandigheden worden bevorderd, hetgeen de voorkeur verdient voor de hier besproken stroommeetmethode, en wordt in de praktijk zeer klein uitgevoerd (bijvoorbeeld met een binnendiameter van 0,6 mm en een lengte van ongeveer 75 mm), waarbij een gewenste verhouding tussen 10 de binnendiameter en de lengte van ongeveer 1 ;100 wordt behouden teneinde deze stroomomstandigheden te bevorderen. Ten aanzien van de temperatuur-zoneassen, weergegeven als deel van figuur 2, wordt opgemerkt, dat in overeenstemming met hetgeen, dat reeds ten aanzien van figuur 1 is opgemerkt de verhitting door de wikkeling 6' ertoe zou leiden, dat het gasvormige fluïdum, dat zich door de inlaatsectie of de zone 6A' beweegt, een voorafbepaald temperatuumiveau 15 bereikt en dat de gemiddelde temperatuur, 15 welke voor de daaropvolgende stroom door de meetzone 7A' wordt geregeld, zich op een hoger niveau, 16, zou bevinden en dat de volgende regeling van de temperatuur, in de uitlaatzone 8A', een val met zich mee zou brengen, zoals een val tot het aangegeven niveau 17. De werkelijke overgangen in de temperatuur van het fluïdum, wanneer dit achtereenvolgens deze zones doorloopt, zijn natuurlijk geleidelijk veranderende overgangen en variëren met de stroomomstandigheden. Zo kunnen bijvooibeeld in de inlaatzone 6A', de 20 ingangsfluïdumtemperaturen of bij of veel lager liggen dan het niveau 15 en moeten zij derhalve met hetzij kleine hetzij grote bedragen worden verhoogd in een bepaalde lengte van deze zone, waarbij zowel de fluïdumdichtheid als de snelheid waarmede het fluïdum zich voortbeweegt, de hoeveelheid waimte zullen beïnvloeden, welke moet worden toegevoerd gedurende de tijd, waarin het fluïdum tijdelijk zich in deze zone bevindt. Bovendien kan worden verwacht, dat het ”eind”-effect aan het stroomafwaartse einde van de 25 wikkeling 6' dat dicht ligt bij en beïnvloedt wordt door een verhit stroomopwaarts eind van de verhitte meetwikkeling 7', verschilt van die aan het stroomopwaartse eind, waarbij het binnenkomende fluïdum andere maten van warmte of koelheid kan hebben. Dergelijke ”eind”-effecten zijn eveneens aanwezig in het geval van de meetwikkeling 7', doch het stroomopwaartse eind daarvan dient een relatief stabiele temperatuur bij het niveau 15 te bezitten, terwijl het stroomopwaartse eind daarvan variabele verlagingen in 30 temperatuur ondergaat, welke afhankelijk zijn van de koeling, die kan plaatsvinden bij de naastgelegen variabel verhitte doch relatief koelere uitlaatwikkeling 8'. De laatstgenoemde onderlinge samenwerkingen tussen het stroomafwaartse gedeelte van de meetwikkeling 7' en de uitlaatwikkeling 8', die in stroomafwaartse richting daarbij op een kleine afstand is gelegen, zijn van groot belang, omdat zij de bovengenoemde lineaire proportionaliteit met de massastroomsnelheid bevorderen. Ofschoon het ’’profiel” van de 35 temperatuurvariaties over de meetzone variabel is met de stroom, en eerst een toename met positieve helling heeft over een bepaalde afstand, gevolgd door een afname met negatieve helling over de rest van de zone, blijft de gemiddelde temperatuur in hoofdzaak hetzelfde voor alle stroomomstandigheden binnen een stroomgebied, waarvoor de inrichting is ontworpen. Het onderhouden van deze gemiddelde temperatuur brengt het verbruik van verwarmingsenergie met zich mede, dat met de stroom varieert en deze betrekkelijk 40 getrouw kenmerkt.

Een praktische constructieve configuratie voor de stroommeter is weergegeven in figuur 3, waarbij de stroombuis 9' in shunt is gekoppeld ten aanzien van een stroomleiding 18, welke zich uitstrekt via een uit roestvrij staal bestaande grondplaat 19, die aan de uiteinden daarvan is voorzien van, van inwendige schroefdraad voorziene openingen voor verbindingen, zoals die met de stroomopwaartse fitting 20. Kanalen 45 21 en 22, via welke het fluïdum ten opzichte van de stroomleiding 18 wordt omgeleid via de kleine stroombuis 9', worden gedeeltelijk door de grondplaat en gedeeltelijk door de resp. ondersteunings- en koppelsteunen 23 en 24 gevormd. Verbindingslippen 13 en verdere soortgelijke lippen voor de omgevingsre-gelingsverwaïmingswikkeling 14 zijn aanwezig om samen te werken met bijbehorende randverbindings-organen van een gedrukt-ketenpaneel 25, welk laatste de bijbehorende elektrische bruggen en andere 50 schakelingen en componenten ondersteunt, die in combinatie met de aftastinrichting worden toegepast.

Ten aanzien van deze laatstgenoemde onderdelen, toont figuur 4 de schakeling en andere details voor een voorkeursuitvoeringsvorm van een stroommeetstelsel, voorzien van drie elektronische besturingseenheden 6B', 7B', 8B', welke tegenhangers zijn van die, welke in figuur 1 van soortgelijke verwijzingen zijn voorzien, tezamen met een vierde gelijke besturingseenheid 14B', welke dient als de weerstandsverhittings-55 wikkeling 14', die de omgevingstemperatuur regelt, welke de stroomopwaartse conditioneringswikkeling 6', de primaire centrale meetstroomwikkeling 7' en de stroomafwaartse conditioneringswikkeling 8' ondergaat. De laatstgenoemde drie wikkelingen zijn in warmte-uitwisselrelaties met het fluïdum, dat zich door de 5 192467 laminaire-stroomleiding of stroombuis 9 beweegt, verdeeld en bezitten in hoofdzaak continue verdelingen over de respectieve stroom opwaartse, centrale-stroom- en stroomafwaartse gedeelten van de aftast-inrichting. Onder veiwijzing naar de besturingseenheid 6B' bijvoorbeeld, wordt opgemertd, dat het materiaal met betrekkelijk grote temperatuurcoëfficiênt van de stroomopwaartse conditioneringswikkeling 6' zich 5 bevindt in een tak van een volle brug, waarvan de andere drie takken slechts weerstanden 6a', 6b' en 6c' met relatief kleine temperatuurcoëfficiênt omvatten, en waarbij het uitgangssignaal van de brug wordt afgetast door een operationele versterker 26, die de buffertransistor 27 in wezen instantaan aandrijft om de stroom, die door de brugwikkelingsweerstand 6' wordt gevoerd, te wijzigen, als nodig om de fluïdum-temperatuur te regelen. In het geval van de besturingseenheid 8B', behorende bij de stroomafwaartse 10 conditioneringswikkeling 8', is een soortgelijke operationele versterker 28 aanwezig, die een buffertransistor 29 aandrijft. Op een soortgelijke wijze omvat de besturingseenheid 14B' de omgevingsverhittingsweerstand 14' als een tak met grote temperatuurcoëfficiênt van een volle brug, waarvan de resterende takken 14a-14c' verwaarloosbaar lage temperatuurcoëfficiënten bezitten, waarbij een brug-responsieve operationele versterker 30 de buffertransistor 31 aandrijft om de verhittingsstroom te variëren wanneer de afgetaste 15 omgevingstemperatuuromstandigheden variëren. De operationele versterker 32 en de buffertransistor 33 dienen voor vergelijkbare functies ten aanzien van de werking van de besturingseenheid 7B', die de primaire meetwikkeling 7' omvat. De spanningsvallen, die over deze bepaalde wikkeling 7', worden opgewekt, zijn evenwel bijzonder significant vanuit een stroommeetoogpunt en men kan verwachten, dat deze, zoals reeds is vermeld, in hoofdzaak recht evenredig zijn met de massastroomsnelheid. Derhalve 20 worden deze spanningen op een continue basis nagelopen zonder de verhitting of temperatuuraftasting te beïnvloeden, welke wordt uitgevoerd door de wikkeling 7', en wel via een isolerende votgversterker 34 met grote impedantie. De daaropvolgende versterking geschiedt door de versterkers 35 en 36, waaibij een versterkingsinstelling wordt verschaft door de potentiometer 37 en een verschuiving via de potentiometer 38 ten opzichte van een door een Zener-inrichting 39 tot stand gebrachte referentiewaarde wordt geïntrodu-25 ceerd. Laatstgenoemde verschuiving beoogt stelseleffecten te compenseren, zoals deze de neiging hebben om zich voor te doen bij metingen in het geval van bijvoorbeeld geen-stroom of een zogenaamde ”nul”-toestand. De afgetaste en verwerkte massastroomsnelheidsignalen, die door de uitgangskoppeling 40 worden gevoerd, worden toegevoerd aan een geschikte eindinrichting 41, zoals een bekend type indicator, registratie-inrichting of regelaar. Wanneer de stroomaftastinrichting wordt gebruikt als een deel van een 30 stelsel, dat een fluïdum bestuurt, dat via een hoofdleiding 42 over een klep 43 wordt toegevoegd, beïnvloedt de regelaar 41 dan op een geschikte wijze een motor of een dergelijke klepbedieningsinrichting 44.

In bepaalde gevallen kunnen de massastroomsnelheidsmetingen worden geïntegreerd voor het verkrijgen van de totale massastroom. Voorts kan men verdere shuntstelsels toepassen om de meetgebieden, welke met een type stroommeter kunnen worden bestreken, te vermenigvuldigen. Ofschoon een bepaald type 35 volledige elektrische brug is beschreven, zijn er andere typen, welke kunnen worden toegepast om soortgelijke resultaten te verkrijgen, inclusief die, welke temperatuurmetingen afzonderlijk kunnen uitvoeren via een wikkeling van een paar kringen, waarbij de verhitting door de andere wikkeling van het paar wordt geïnduceerd. De ’’wikkelingen” behoeven niet schroefvormig te zijn en men kan in plaats daarvan ook geleidende films of andere equivalenten van draden gebruiken. Rechte laminaire-stroomleidingen verdienen 40 de voorkeur voor de gasstroommeting, welke is beschreven, doch aftastinrichtingen, die niet-lineair zijn en/of niet-uniforme dwarsdoorsnede hebben, kunnen worden toegepast voor het verwerken van vloeistof-, suspensie- en andere mengselstromen. Bij de op dit moment de voorkeur verdiende uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van drie wikkelingssecties, waarbij de wikkeling, welke het meest stroomafwaarts is gelegen, een verwarmingswikkeling is, die het mogelijk maakt, dat het fluïdum afkoelt tot een temperatuur 45 tussen de stroomopwaarts geregelde temperatuur en het gemiddelde van de centrale-stroomtemperaturen; de stroomafwaartse temperatuur behoeft evenwel niet tussen de andere temperaturen te zijn gelegen wanneer een mate van traagheid en niet-lineariteit in responsie kan worden toegestaan en/of gecompenseerd. Ofschoon het op dit moment de voorkeur verdient, dat het kenmerken van de stroom geschiedt via een meetsectie, welke zich juist stroomafwaarts bevindt ten opzichte van een eerste sectie, waarin de 50 fluïdumtemperatuur boven of onder de omgevingstemperaturen wordt geregeld, waarbij de binnenkomende fluïdum kan optreden, is het mogelijk gebruik te maken van nuttige met de stroom gerelateerde informatie uit een of meer van de multiple secties. Zo kan in het laatste geval de energie of de gerelateerde invloed van de energie, welke wordt toegevoerd aan de stroomopwaartse wikkeling 6, en/of de stroomafwaartse wikkeling 8, en/of de wikkeling 7 en een of beide van de wikkelingen 6 en 8 worden gekenmerkt voor het 55 aftasten van de stroom en het verschaffen van een meting of regeling.

Claims (10)

192467 6

1. Inrichting voor het meten van de stroomsnelheid van een fluïdum door een fluïdumdooriaat, omvattende: - een eerste elektrisch verwarmingselement dat is opgesteld in warmte-uitwisselende relatie met 5 genoemd fluïdum; - een tweede elektrisch verwarmingselement dat stroomafwaarts van het eerste elektrische verwarmingselement is opgesteld in warmte-uitwisselende relatie met genoemd fluïdum; - eerste besturingsorganen voor het besturen van de temperatuur van het eerste elektrische verwarmingselement naar een eerste voorafbepaalde temperatuur; 10. tweede besturingsorganen voor het besturen van de temperatuur van het tweede elektrische verwar mingselement naar een tweede voorafbepaalde temperatuur; - meetorganen voor het meten van de fluïdumstroming door een meetgebied van genoemde fluïdumdooriaat door het meten van het naar het tweede elektrische verwarmingselement toegevoerde elektrische vermogen; 15 met het kenmerk: dat stroomafwaarts van het tweede elektrische verwarmingselement (70 een derde elektrische verwarmingselement (8') is opgesteld in waimte-uitwisselende relatie met genoemd fluïdum; en dat derde besturingsorganen (8d, 8e; 28, 29) aanwezig zijn voor het besturen van de temperatuur van het derde elektrischè verwarmingselement (8') naar een derde voorafbepaalde temperatuur, op een 20 dusdanige manier dat een voorafbepaald temperatuurprofiel in stand wordt gehouden over genoemd meetgebied onafhankelijk van de stroomsnelheid van het fluïdum door de fluïdumdooriaat.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk: dat de eerste temperatuur hoger is dan de maximaal te verwachten ingangstemperatuur van het fluïdum, dat de tweede temperatuur hoger is dan de eerste temperatuur, 25 en dat de derde temperatuur zich bevindt tussen de eerste temperatuur en de tweede temperatuur.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat genoemde verwarmingselementen (6', 7', 8') zijn gevormd van elektrisch weerstandsmateriaal met een hoge temperatuurcoêfficiënt van weerstand, en dat genoemde besturingsmiddelen elektrische brugketens omvatten met steeds het respectieve verwarmingselement in één van de takken daarvan, waarbij elke brugketen een bruguitgangssignaal genereert dat 30 representatief is voor de veranderingen van de temperatuur van het respectieve verwarmingselement.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat genoemd weerstandsmateriaal is verbonden in een tak van de respectieve, vier brugtakken omvattende brugketen, en de respectieve besturingsketen een elektronische versterker omvat die responsief is op de bruguitgangssignalen, alsmede een vermogens-versterker die bestuurbaar is door genoemde elektronische versterker.

5. Inrichting volgens een willekeurige conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat genoemde meetorganen (34-39) de spanningsval meten over het weerstandsmateriaal van het tweede verwarmingselement, (70-

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat genoemde meetorganen (34-39) een hoge ingangsimpedantie hebben die elektrisch parallel is verbonden met het weerstandsmateriaal van het tweede verwarmingselement (7').

7. Inrichting volgens een willekeurige der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat een besturingsorgaan (14b') aanwezig is voor het besturen van de temperatuur van de omgeving van de inrichting, en een verwarmingselement (14') aanwezig is dat de temperatuur van de omgeving van de inrichting regelt tot een waarde boven de temperatuur van de plaats waar de inrichting wordt gebruikt.

8. Inrichting volgens een willekeurige der conclusies 1-7, met het kenmerk: 45 dat genoemde verwarmingselementen (6', 7', θ') een dooriaatmiddel omgeven dat wordt gevormd door een langwerpige buis (9') met een kleine diameter, welke buis (9') een fluïdumdooriaat voor genoemd fluïdum vormt; en dat het weerstandsmateriaal dat genoemde verwarmingselementen (6', 7', 8') vormt, om genoemde buis (9') is gewikkeld.

9. Inrichting volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat genoemd besturingsorgaan (14b') voor het besturen van de temperatuur van de omgeving een behuizing (12') omvat die buisvormig is en coaxiaal ten opzichte van genoemde langwerpige buis (9') en bij zijn omtrek het door resistief materiaal gevormde, op genoemde behuizing (12') gewikkelde verwarmingselement (14') steunt. 7 192467

10. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat genoemde langwerpige buis (9') afmetingen en een constructie heeft voor het stimuleren van een laminaire stroming van het door die buis stromende fluïdum, en dat die buis een bypass vormt voor een hoofdstromingsleiding (18). Hierbij 2 bladen tekening