NL8302378A - Stroommeter. - Google Patents

Stroommeter. Download PDF

Info

Publication number
NL8302378A
NL8302378A NL8302378A NL8302378A NL8302378A NL 8302378 A NL8302378 A NL 8302378A NL 8302378 A NL8302378 A NL 8302378A NL 8302378 A NL8302378 A NL 8302378A NL 8302378 A NL8302378 A NL 8302378A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
temperature
fluid
flow
thermal
members
Prior art date
Application number
NL8302378A
Other languages
English (en)
Other versions
NL192467B (nl
NL192467C (nl
Original Assignee
Mks Instr Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mks Instr Inc filed Critical Mks Instr Inc
Publication of NL8302378A publication Critical patent/NL8302378A/nl
Publication of NL192467B publication Critical patent/NL192467B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL192467C publication Critical patent/NL192467C/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6847Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow where sensing or heating elements are not disturbing the fluid flow, e.g. elements mounted outside the flow duct

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Details Of Flowmeters (AREA)

Description

r -1- »- r / r VO 4852 Stroommeter.
De uitvinding heeft betrekking op een nauwkeurige controle van fluldumstroom via thermische uitwisselingen, die op een zeer bepaalde wijze zijn gecoördineerd, teneinde naijlingen in responsie te onderdrukken en welke zich met succes lenen tot de karakterisering van een 5 massastroomsnelheid, en meer in het bijzonder op een nieuwe, verbeterde en relatief ongecompliceerde thermische massastroomdosering, waarbij in een aantal trappen achtereenvolgens bestuurde verhittingen van een stromend medium dit automatisch zodanig conditioneren, dat een bijzonder grote responsiesnelheid wordt bevorderd, evenals een nauwkeurigheid 10 en stabiliteit bij metingen, welke worden verricht ten aanzien van energie, die aan een van de trappen wordt toegevoerd.
Het doseren van een fluldumstroom kan op een aantal verschillende wijzen plaatsvinden, waarbij de keuze van een bepaalde benadering gewoonlijk wordt bepaald door faktoren, zoals de samenstelling, het volume 15 en de stroomsnelheden van de stromende materialen, waarmede wordt gewerkt, en door het volume, de kosten en de energie-eisen van de uitrusting, welke leiden tot een gewenste betrouwbaarheid en nauwkeurigheid bij het verkrijgen van uitgangsmetingen en/of een besturing in bepaalde termen. Voor sommige doeleinden kan het zijn, dat slechts ruwe karak-20 teriseringen van de stroom voldoende zijn en men kan door fluïdum geïnduceerde bewegingen van betrekkelijk eenvoudige kogel- of rotor-elementen waarnemen of op een andere wijze aftasten voor het verschaffen van deze informatie. Eenheden van het positieve verplaatsingspomptype kunnen worden toegepast wanneer het volume de van belangzijnde parameter 25 is, evenals bepaalde inrichtingen met rotoren met vanen, terwijl de massa kan worden berekend met behulp van correcties ten aanzien van de dichtheid indien temperatuur- en viscositeitsproblemen worden opgelost. Drukgevoelige inrichtingen van het venturi-, mondstuk-, openings- en Pitot-buistype, zijn robuust en goedkoop en zijn eveneens op grote schaal 30 toegepast. De massastroomsnelheid en integraties daarvan tot de totale massastroom vormen gegevens, welke bijzonder significante relaties hebben ten opzichte van datgene, dat zich kan afspelen bij chemische reak-tie- of energieafhankelijke processen, of bij een andere toevoer of afvoer van stromende media, en tot de pogingen, welke zijn verricht om 35 dergelijke gegevens direkt te verkrijgen, behoren de thans bekende hoek- 8302378 I * -2- momentinrichtingen, zoals die, waarbij schoepenrad- en reaktieturbine -elementen worden toegepast.
Tot de klassen instrumenten, welke meer in het bijzonder populair zijn voor gasvormige fluïdummetingen, behoren de zogenaamde "warme 5 draad"-stroommeters, yaarbij gebruik wordt gemaakt van het principe, dat een stromend fluïdum, dat een massa met hogere temperatuur ontmoet, de neiging heeft deze massa af te koelen in een mate, welke tenminste gedeeltelijk afhankelijk is van de stroomsnelheid. Bij wijze van voorbeeld is een type van een dergelijke thermische stroommeter bekend, waar-10 bij een elektrisch verwarmingselement in een stroom wordt geïntroduceerd en waarbij de hieraan toegevoerde hoeveelheid elektrische energie constant wordt gehouden, en waarbij de verschillen tussen de stroomopwaartse en stroomafwaartse temperaturen worden geïnterpreteerd als stroommetingen. Verwarmingselementen en temperatuurdetectoren, die in een stroom worden 15 opgesteld, kunnen evenwel de laminaire stroomtoestanden verstoren en dergelijke metingen hebben de neiging om in sterke mate niet-lineair te zijn. Voorts is het meten van de massastroom bekend door het bepalen van temperatuurverschillen tussen temperatuurgevoelige verwarmingsspoelen, die zich in een stroomopwaartse en stroomafwaartse relatie ten opzichte 20 van het fluïdum bevinden en welke elementen vormen van een elektrische plügschakeling, die zowel voor meet- als verwarmingsdoeleinden dient; een dergelijke meting wordt uitgevoerd in een shuntleiding met laminaire stroom, waarbij de _ gewikkelde leiding door isolatie is omgeven (Amerikaanse octrooischriften 3.939.384 en 3.851.526). Recente octrooien, ge-25 richt op thermische stroommeters, omvatten het Amerikaanse octrooischrift 4.297.881, waarbij vaste-temperatuur- en vaste-temperatuurverschiltypen van inrichtingen worden onderscheiden en waarin een gerelateerde èlek-trische plugschakeling is beschreven. Voorts vindt men in het Amerikaanse octrooischrift 4.300.398 warme-draad-anemometers en problemen, die zich 30 normaliter daarbij voordoen. Op een sonde gemonteerde weerstanden van het draadtype voor massastroommetingen vindt men in het Amerikaanse octrooischrift 4.304.128, en siliciumweerstanden en uit een dunne film bestaande metalen weerstanden worden toegepast in de stroommeters van bijv. de Amerikaanse octrooischriften 4.319.483 en 4.320.655.
35 Volgens de uitvinding is onderkend, dat de werking van thermische stroommeters en van stelsels, die daardoor worden bestuurd, op een sig- 8302378 ✓ * -3- nificante wijze kunnen worden verbeterd, meer in het bijzonder ten aanzien van faktoren, welke verband houden met de kritische responsiesnel-heid, en wel door het tot brengen van bestuurde temperatuurverdelingen, die op een doeltreffende wijze afhankelijkheden elimineren van relatief 5 grote thermische tijdconstanten, welke worden opgelegd door materialen waaruit de meetstroombanen bestaan.Een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat een thermische stroommeter in een shuntmeetbaan, welke behoort bij een hoofdstroomleiding,via welke leiding gas zich voortbeweegt onder bestuur van een klep, die in responsie op de stroommeter-10 metingen wordt beinvloed. De meetbaan wordt bepaald door een langwerpige stroomleiding, om welke leiding drie verdeelde wikkelingen zijn aangebracht, die uit een weerstandsdraad met grote temperatuurcoefficient bestaan en bij benadering eind aan eind zijn gerangschikt in drie secties, en wel sequentieel in een richting van de shuntstroom met laminaire stro-15 ming. De wikkeling in het meestroomopwaartse punt wordt zodanig bekrachtigd, dat ervoor gezorgd wordt, dat het fluïdum wordt gebracht op een eerste temperatuur, welke boven de hoogste te verwachten omgevingswaarden daarvan is gelegen. Onmiddellijk stroomafwaarts ten opzichte daarvan werkt de volgende wikkeling als primair meetelement, waarbij de energie, de 20 spanningsval of de stroom parameters van de elektrische energie, welke daaraan wordt toegevoerd, waarbij dit element het fluïdum tot een nog hogere tweede temperatuur verhit, worden geïnterpreteerd voor het kenmerken van de stroom, welke optreedt. De thermische tijdconstante van de meetbaan, welke in wezen gelijk is aan de naijling, die in de stroom-25 leiding optreedt bij het aannemen van een nieuwe evenwichtstemperatuur nadat een stroomverandering heeft plaatsgevonden in een stroommeter, die de bovengenoemde stroomopwaartse wikkelingsectie niet omvat, wordt op een gunstige wijze tot een relatieve insignificantie gereduceerd en in plaats daarvan blijkt de primaire faktor, die de meetsnelheidsresponsie inherent 30 beïnvloedt, slechts de transportvertraging te zijn, welke de normaliter zeer korte tijd is, welke een veranderde stroomtoestand in het stelsel nodig heeft om het primaire meetelement te bereiken. De derde wikkeling bevindt zich op zijn beurt stroomafwaarts ten opzichte van het primaire meetelement en wordt zodanig bekrachtigd, dat een bestuurde koeling van het 35 fluïdum plaatsvindt tot een temperatuur, gelegen tussen de eerste en tweede temperaturen. Deze derde sectie reduceert niet slechts een verstoring 8302378 < * -4- van de thermische omstandigheden, welke anders de stelselmetingen op een schadelijke wijze zou kunnen beïnvloeden, doch draagt tevens bij tot een zeer gunstige lineaire proportionaliteit, die tussen de massa stroomsnelheid en de spanningsval over het primaire wikkelingselement 5 kan worden gerealiseerd. Deze lineaire relatie vereenvoudigt de elektrische besturing van het door een motor aangedreven klepstelsel van de stroom in het stelsel. Door de intensieke grote responsiesnelheidsvermogens van een dergelijke stroommeetmethode, de verhittingen, die door de verschillende wikkelingen worden geregeld, en de gerelateerde metingen, 10 die door het primaire element worden uitgevoerd, ten volle te benutten, treedt geen waarneembare naijling op en hiertoe maakt men elke tempera-tuurgevoelige wikkeling tot een deel van een elektrisch brugnetwerk, dat virtueel momentaan wordt gebalanceerd, en wel automatisch via een bijbehorende operationele versterker en een vermogenstransistorschake- 15 ling. Waar niet-geregelde omgevingstemperatuurvariaties anders de stroommeetmethode kunnen storen, wordt de immuniteit bevordert door te voorzien in kunstmatige omgevingen met gestabiliseerde temperatuur voor de gewikkelde stroomleiding, bij voorkeur door gebruik te maken van een elektrisch verhit omhulsel, waarin de automatisch geregelde temperatuur 20 hoger is dan een te verwachten omgevingstemperatuur.
Derhalve beoogt de uitvinding te voorzien in een zeer bepaalde en gunstige stroommeetmethode, waarbij een zich bewegend fluïdum eerst op een nauwkeurige wijze wat temperatuur betreft wordt geregeld en daarna onmiddellijk wat temperatuur betreft, wordt gevarieerd en wel in een 25 voorafbepaalde mate, waarbij de energieuitwisselingen, die een rol spelen bij de geinduceerde tempeiatuurvariatie kenmerkend zijn voor de stroom.
Een ander doel is het verschaffen van een werkwijze voor het nauwkeurig karakteriseren van een fluïdumstroom bij grote responsiesnel-heden, waarbij sequentiële nauwkeurig bestuurde verhitting van het fluïdum 30 plaatsvinden en waarbij de massa stroomsnelheid in relatie wordt gebracht met de energie, welke wordt gebruikt om de fluïdumtemperatuur vanaf een kunstmatig verhoogde constante waarde met een voorafbepaalde mate te verhogen.
Een verder doel is het verschaffen van een gevoelige en stabiele 35 stroommeetinrichting met een relatief ongecompliceerde en goedkope constructie, welke met zeer grote snelheid op fluïdumstroomvariaties kan reageren, en waarbij gebruik wordt gemaakt van achter elkaar opgestelde 8302378 m + -5- elektrische-weerstandsverwarmingsinrichtingen door middel waarvan refe-rentietemperatuuromstandigheden tot stand worden gebracht en een voorgeschreven verandering in temperatuur wordt verkregen met een daarmee gepaard gaand gebruik aan energie, dat op een virtueel momentane basis 5 aan de stroom is gerelateerd.
De uitvinding beoogt voorts te voorzien in een thermische stroommeter, welke van bijzonder nut is bij toepassingen, zoals die bij stroom-regelstelsels, welke een regeling met grote responsiesnelheid van de massa-stroomsnelheid van een gasvormig fluïdum vereisen, waarbij drie 10 elektrische verwarmingsinrichtingen, elk bestaande uit een materiaal met grote temperatuurcoefficient, zijn ondergebracht in zelf-balancerende brugnetwerken, waarbij door de snelle werkingen van deze netwerken voorafbepaalde temperatuuromstandigheden optreden voor een gas, dat zich stroomopwaarts' of stroomafwaarts ten opzichte van een primaire meet-15 plaats beweegt en waarbij de temperatuur van het laatstgenoemde punt met een voorafbepaalde mate wordt verhoogd, terwijl de stroom in wezen momentaan wordt gekenmerkt door de relatie daarvan tot de energie, welke nodig is om de temperatuur te verhogen.
De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder 20 verwijzing naar de tekening,Daarbij toont: figuur 1 een gedeeltelijk schematische en gedeeltelijk in blok-schemavorm weergegeven afbeelding van met elkaar samenwerkende gedeelten van een stroommeetstelsel volgens de uitvinding, tezamen met kenmerken van sequentiele stroomsecties, waarover voorgeschreven temperatuurverde-25 lingen tot stand worden gebracht; figuur 2 een stroomleiding-aftastinrichting volgens de uitvinding, voorzien van drie trappen van uitwendig gewikkelde bedrading met hoge temperatuurcoefficient, binnen een omgeving regelend omhulsel; figuur 3 gedeeltelijk in dwarsdoorsnede een stroomtransducent 30 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 klepregelinrichting waarin hoge responsiesnelheden worden bevorderd door de massa stroomsnelheidsmeet-35 methoden volgens de uitvinding.
Onder verwijzing naar de tekening, waarin dezelfde verwijzingen betrekking hebben op identieke of overeenkomstige componenten en eenheden 3302378
♦ J
-6- in de verschillende figuren, en meer in het bijzonder naar figuur 1 daarvan, is een uitvoeringsvorm van een bepaalde thermische stroommeet-inrichting 5 afgebeeld, welke is voorzien van elektrische warmteuitwissel-elementen 6, 7 en 8, die in deze volgorde ten opzichte van een zich be-5 wegende fluïdumstroom zijn opgesteld, waarvan de laminaire stroming langs een baan, bepaald door met een stippellijn aangegeven begrenzingen 9 wordt gekenmerkt door een stroomopwaartse pijl 10 en een stroomafwaartse pijl 11. De elementen 6-8 worden op een eenvoudige wijze gevormd door elektrische weerstanden, zoals een draad, welke kan worden verhit 10 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 temperatuurcoefficient (zoals een draad, welke een positieve coefficient van +3500 ppm/°C bezit). De invloed van een dergelijk element wordt opzettelijk over de stroombaan 15 verdeeld en wel zodanig, dat gerelateerde onderlinge samenwerkingen met het fluïdum volledig 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 samen-20 werkende 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 stroomopwaarts is gelegen ten opzichte van het op een soortgelijke wijze verdeelde primaire meetelement 7. Onder 25 bestuur van een automatisch herbalancerend 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 30 fluïdum deze bezit wanneer het fluïdum het stroommeetstelsel binnentreedt. Onmiddellijk daarna voert het meetelement 7, met een verdeling 7A langs de stroombaan, warmte aan het fluïdum toe onder bestuur van een tweede automatisch herbalanceerbrugbetwerk, 7B waarvan het op zijn beurt deel' uitmaakt. Deze tweede verhittingsstap is van een grote aftast- of meet-35 belang,omdat de betreffende meetenergie is gerelateerd aan de stroom, welke optreedt. Meer in het bijzonder blijkt wanneer ervoor gezorgd wordt, dat het gehele stromende fluïdum door het element 7 vanuit een bekend niveau 8302378 V * -7- in een bekende mate wordt verhit, de betreffende energie kan worden geïnterpreteerd als een maat van de massa stroomsnelheid. Voor deze doeleinden omvat de inrichting volgens figuur 1 een meeteenheid 7A, die over het element 7 is gekoppeld en reageert op spanningsvallen daar-5 over 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, 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 10 exceptionele bijdrage, welke deze levert ten aanzien van de responsie-snelheid van de stroommeter. Betrekkelijk kleine thermische tijdconstanten van onderdelen van de stroommeterconstructie, welke anders moeten worden ingesteld om nieuwe evenwichtstemperaturen bij elke stroomver-andering, kunnen als een significante faktor buiten beschouwing worden 15 gelaten en in plaats 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 stroom het meetelement 7 bereikt. Op zijn beurt kunnen indien de bijbehorende verhittings- en meet- en besturingsnetwerken even-20 eens grote snelheidsresponsies vertonen, handelingen in wezen momentaan worden uitgevoerd en worden geïsoleerd ten aanzien van inherente vertragingen, welke anders aanwezig kunnen blijven als een bron van ernstige storingen.
Het derde warmteuitwisselingselement 8, onmiddellijk stroomaf-25 waarts ten opzichte van het meetelement 7, bestaat eveneens uit een verwarmingselement , waarvan de invloed is verdeeld over een lengte, 8A, van 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 30 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 verder is verhit bij de. meting in de meetsectie 7A, zelfs ofschoon de stroomafwaartse conditioneringssectie 8A, waarin het fluïdum zich dan beweegt, eveneens 35 wordt verhit, ofschoon ten opzichte van een lager temperatuumiveau, en wel door het element 8. De bestuurde koeling, die op deze wijze tot 8302378 -8- * « stand wordt gebracht, heeft een gewenste invloed op de metingen en bezit het gunstige effekt, dat de spanningsvallen over het meetelement 7 in hoofdzaak lineair evenredig met de massastroomsnelheid worden gemaakt. Bij andere constructies kan de relatie bijv. in hoofdzaak hyper-5 bolisch zijn en bijbehorende weergeefinrichtingen 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 10 wanneer het fluïdum de centrale meetsectie 7A binnentreedt en waarbij de temperatuur daarna tot een iets 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 15 temperatuur, welke over de centrale sectie of de verdeelde verhittings-trap 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 gemiddelde temperatuur tot stand te brengen, wanneer het fluïdum eenmaal eerst afzonderlijk is geconditioneerd 20 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 voor-25 keursparameter voor de meting.
De drie automatisch herbalancerende brugnetwerken 6B, 7B en 8B zijn in het algemeen aan elkaair gelijk, waarbij de weerstandselementen 6, 7 en 8 met grote temperatuurcoefficient elk afzonderlijk een been van een normaal type van een volledige brug vormen, en de andere drie benen, 30 6a-6c en 7a-7c resp. 8a-8c, bestaan uit in hoofdzaak constante impedanties met relatief geringe temperatuurcoefficienten, een en ander zodanig, dat het brugevenwicht in elk geval niet op een significante wijze zal worden beinvloed door veranderingen in vermogen, welke moeten worden verwerkt wanneer de verhittingsweerstandselementen op een verschillende wijze wor-35 den gevoed onder zich veranderende omstandigheden, die de toevoer van verschillende hoeveelheden warmte vereisen. De respectieve energiebronnen, 6d, 7d en 8d, bekrachtigen de bruggen over de ingangspunten daarvan over- 8302378 *1 -9- » * eenkomstig hetgeen wordt voorgeschreven door de besturingseenheden 6e-8e, welke reageren op brugevenwichtsverstoringstoestanden, die over de brug-uitgangsklemmen optreden. De impedantie, welke de meeteenheid 7c vertoont voor het primaire weerstandselement 7, is betrekkelijk groot en het 5 element is derhalve in wezen geïsoleerd van de brugbalancering of de elementverhitting en beïnvloedt deze ook niet wezenlijk. In elk geval neemt wanneer de fluldumstroom begint met het afkoelen van een van de elementen onder de beoogde temperatuur daarvan/ de weerstand daarvan aff wordt de bijbehorende brug uit zijn evenwicht gebracht, wordt de even-10 wichtsverstoring direkt door de samenwerkende besturingseenheid gedetecteerd en wordt veroorzaakt, dat de bron, welke de bijbehorende brug voedt, onmiddellijk meer energie levert en derhalve het element verder verhit.
Het omgekeerde proces treedt op een automatische en in hoofdzaak instantane wijze op wanneer een verhitting boven de beoogde temperatuur begint.
15 Temperatuurvariaties in de omgeving, waarbinnen de stroommeting plaatsvindt, kunnen de werking daarvan degraderen en worden derhalve het beste geïsoleerd door middel van een omhulsel, zoals het omhulsel, gekenmerkt door de stippellijn 12 in figuur 1 en de buisvormige tegenhanger daarvan, 121, in figuur 2. Ofschoon een eenvoudig thermisch, isolerend 20 omhulsel om de stroombaan en de verdeelde verhittings- en meetelementen enige voordelen kan bieden, wordt een voorkeursisolatie en daarmede gepaard gaande verbetering van de stroommeterwerking verkregen door de onmiddellijk omgevende temperatuur te regelen op een in hoofdzaak vaste waarde, welke hoger ligt dan een eventuele omgevingstemperatuur, welke 25 men kan verwachten bij het beoogde gebruik van de inrichting. Voor deze doeleinden is de stroombuis 9* (figuur 2), omgeven door de holle, cylin-drische buis 12’, die de inlaat-, meet- en uitlaatsecties 6a' , 7A' en 8A' daarvan en de bijbehorende verdeelde verhittings- en meetelementen 6', 7* en 8* overspant. Een geschikte warmtebestendige isolatiebuis 12', 30 die aan de uiteinden door afsluitingen wordt 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 als een ondersteuning voor een gedrukt-ketenpaneelinzetstuk 13, waarmede de uiteinden van de secties wikkelingen 35 6', 7' en 8' zijn verbonden, die langs de buitenzijde van de buis 9* in innig warmteuitwisselcontact, doch in een elektrisch isolerende relatie 8302378 « * -10- daarmede zijn verdeeld. Een uit een elektrische weerstand bestaande ver-hittingswikkeling 14 is langs de buitenzijde van het de omgeving isolerende, buisvormige omhulsel 12' verdeeld en bestaat bij voorkeur uit een draad met grote temperatuurcoefficient, zodat deze evenals de sectie 5 wikkelingen 61, 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 10 in de praktijk zeer klein uitgevoerd (bijv. met een binnendiameter van 0,6 mm en een lengte van ongeveer 75 mm), waarbij een gewenste verhouding tussen 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, 15 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 temperatuurniveau 15 bereikt en dat de gemiddelde temperatuur, welke voor de daaropvolgende stroom door de meet-20 zone 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 ver-25 anderende overgangen en variëren met de stroomomstandigheden. Zo kunnen bijv. in de inlaatzone 6A', de ingangsfluldumtemperaturen 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 30 het fluïdum zich voortbeweegt, de hoeveelheid warmte zullen beïnvloeden, welke moet worden toegevoerd gedurende de tijd, waarin het fluïdum tijde-• lijk zich in deze zone bevindt. Bovendien kan worden verwacht, dat het "eind"-effekt aan het stroomafwaartse einde van de wikkeling 6' dat dicht ligt bij en beïnvloed wordt door een verhit stroomopwaarts eind van de 35 verhitte meetwikkeling 7’, verschilt van die aan het stroomopwaartse eind, waarbij het binnenkomende fluïdum andere maten van warmte of koelheid kan 8302378 % · -11- hebben. Dergelijke "eind"-effekten 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 temperatuur 5 ondergaat, welke afhankelijk zijn van de koeling, die kan plaatsvinden bij de naastgelegen variabel verhitte doch relatief koelere uitlaatwikke-ling.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, 10 zijn van groot belang, omdat zij de bovengenoemde lineaire proportionaliteit met de massastroomsnelheid bevorderen. Zelfs in afwezigheid van een dergelijke uitlaatwikkeling, is een nuttige aftast- en/of meetrelatie aanwezig tussen de stroom en de verhitting, die in de meetzone plaatsvindt. Bij voorkeur echter is er een dergelijke bestuurde relatieve koe-15 ling in stroomafwaartse richting aanwezig. Ofschoon het "profiel"van de temperatuurvariaties over de meetzone variabel is met de stroom, en eerst een toename met positieve helling heeft over een bepaalde af-stand, gevolgd' door een afname met negatieve helling over de rest van de zone, blijft de gemiddelde temperatuur in hoofdzaak hetzelfde voor alle stroom-20 omstandigheden 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 getrouw kenmerkt.
Een praktische constructieve configuratie .voor de stroommeter 25 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 voorzienè openingen voor verbindingen, zoals die met de stroomopwaartse fitting 20. Kanalen 21 30 en 22, viavelke het fluïdum ten opzichte van de stroomleiding 18 wordt omgeleid via de kleine stroombuis 91, 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 omgevingsregelingsverwarmingswikkeling 14 zijn aanwezig om samen te 35 werken met bijbehorende randverbindingsorganen van een gedrukt-ketenpaneel 25, welk laatste de bijbehorende elektrische bruggen en andere schake- 8302378 -12- lingen en componenten ondersteunt, die in combinatie met de aftastinrich-ting worden toegepast.
Ten aanzien van deze laatstgenoemde onderdelen, toont figuur 4 de schakeling en andere details voor een voorkeursuitvoeringsvorm van 5 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-wikkeling 14', die de omgevingstemperatuur regelt, welke de stroomop-10 waartse conditioneringswikkeling 6', de primaire centrale meetstroom- wikkeling 7' en de stroomafwaartse conditioneringswikkeling 8' ondergaat. De laatstgenoemde drie wikkelingen zijn in warmteuitwisselrelaties met het fluïdum, dat zich door de laminaire-stroomleiding of stroombuis 9 beweegt, verdeeld en bezitten in hoofdzaak continue verdelingen over de 15 respectieve stroomopwaartse, centrale-stroom- en stroomafwaartse gedeelten van de aftastinrichting. Onder verwijzing, naar de besturingseenheid 6B' bijv., wordt opgemerkt, dat het materiaal met betrekkelijk grote tem-peratuurcoefficient van de stroomopwaartse conditioneringswikkeling 6' zich bevindt in een tak van een volle brug, waarvan de andere drie takken 20 slechts weerstanden 6a’, 6b' en 6c' met relatief kleine temperatuurcoeffi-cient 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 fluïdumtemperatuur te 25 regelen. In het geval van de besturingseenheid 8B', behorende bij de stroomafwaartse conditioneringswikkeling 8', is een soortgelijke operationele versterker 28 aanwezig, die een buffertransistor 29 aandrijft. Cpeen soortgelijke wijze omvat de besturingseenheid 14B' de omgevings-verhittingsweerstand 14' als een tak met grote temperatuurcoefficient 30 van een volle brug, waarvan de resterende takken 14a'-14c* verwaarloosbaar lage temperatuurcoefficienten bezitten, waarbij een brug-responsieve operationele versterker 30 de buffertransistor 31 aandrijft om de ver-hittingsstroom te variëren wanneer de afgetaste omgevingstemperatuurom-standigheden variëren. De operationele versterker 32 en de buffertransis-35 tor 33 dienen voor vergelijkbare funkties ten aanzien van de werking van de besturingseenheid 7B', die de primaire meetwikkeling 7’ omvat. De 8302378 -13- spanningsvallen, die over deze bepaalde wikkeling 71, 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 worden deze span-5 ningen op een continue basis nagelopen zonder de verhitting of temperatuur af tas ting te beïnvloeden, welke wordt uitgevoerd door de wikkeling 71, en wel via een isolerende volgversterker 34 met grote impedantie.
De daaropvolgende versterking geschiedt door de versterkers 35 en 36, waarbij een versterkingsinstelling wordt verschaft door de potentiometer 10 37 en een verschuiving via de potentiometer 38 ten opzichte van een door een Zener-inrichting 39 tot stand gebrachte referentiewaarde wordt geïntroduceerd. Laatstgenoemde verschuiving beoogt stelseleffekten te compenseren, zoals deze de neiging hebben om zich voor te doen bij metingen in het geval van bijv. geen-stroom of een zogenaamde "nullis toestand. De afgetaste en verwerkte massastroomsnelheidsignalen, die door de uitgangskoppeling 40 worden geboerd, worden toegevoerd aan een geschikte eindinrichting 41, zoals een bekend type indicator, registra-tieinrichting of regelaar. Wanneer de stroomaftastinrichting wordt gebruikt als een deel van een stelsel, dat een fluïdum bestuurt, dat via 20 een hoofdleiding 42 over een klep 43 wordt toegevoerd, beinvloedt de regelaar 41 dan op een geschikte wijze een motor of een dergelijke klep-bedieningsinrichting 44.
In bepaalde gevallen kunnen de massastroomsnelheidsmetingen worden geïntegreerd voor het verkrijgen van de totale massastroom. Voorts kan 25 men verdere shuntstelsels toepassen om de meetgebieden, welke met een type stroommeter kunnen worden bestreken, te vermenigvuldigen. Ofschoon een bepaald type volledige elektrische brug is beschreven, zijn er andere typen, welke kunnen worden toegepast om soortgelijke resultaten te verkrijgen, inclusief die, welke temperatuurmetingen afzonderlijk kunnen 30 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-strooraleidingen verdienen de voorkeur voor de gasstroommeting, 35 welke is beschreven, doch aftastinrichtingen, die niet-lineair zijn en/of niet-uniforme dwarsdoorsnede hebben, kunnen worden toegepast voor het ver- 8302378 -14- werken van vloeistof-, suspensie- en andere mengselstromen. Bij de -op dit moment de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van drie wikkelingssecties, waarbij de wikkeling, welke het meest stroomafwaarts is gelegen, een verwarmingswikkeling is, die het mogelijk 5 maakt, dat het fluïdum afkoelt tot een temperatuur tussen de stroomopwaarts geregelde temperatuur en het gemiddelde van de cehtrale-stroom-temperaturen; 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 gecorapen-10 seerd. 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 fluïdum-temperatuur boven of onder de omgevingstemperaturen wordt geregeld, waarbij de binnenkomende fluïdum kan optreden, is het mogelijk gebruik 15 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 geken-? 20 merkt voor het aftasten van de stroom en het verschaffen van een meting of regeling.
8302378

Claims (31)

1. Stroommeetinrichting, gekenmerkt door conditioneerorganen voor het regelen van de temperatuur vai een zich bewegend fluïdum door het daarmede uitwisselen van warmte in responsie met een energiebron, 5 thermische organen, welke zich in een warmteuitwisselverband bevinden met het fluïdum, dat in temperatuur wordt geregeld door de conditioneerorganen, teneinde zowel warmte met het fluïdum uit te wisselen als langs elektrische weg temperatuurveranderingen te karakteriseren, welke door de fluïdumstroom worden veroorzaakt, besturingsorganen, die in responsie 10 op temperatuurveranderingen, zoals deze worden gekenmerkt door de thermische organen energie aan de thermische organen.toevoeren, welke de temperatuur van het fluïdum vanaf het niveau van de geregelde temperatuur daarvan naar andere waarden wijzigen, en stroommeetorganen, welke de energiekenmerken, die aan tenminste een van de conditioneerorganen en 15 de thermische organen wordt toegevoerd.
2.Stroommeetinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de conditioneerorganen de temperatuur van het fluïdum regelen door tdit te verhitten als nodig voor het verwezenlijken van een eerste temperatuur daarvan, welke hoger ligt dan de verwachte temperaturen, 20 waarbij het fluïdum de conditioneerorganen bereikt en waarbij de verschillende waarden van de temperatuur hpger liggen dan de genoemde eerste temperatuur en de thermische organen het fluïdum tot de verschillende temperatuurwaarden verhitten.
3. Stroommeetinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door 25 leidingorganen met daardoor een stroomkanaal, waarbij de thermische organen in warmteuitwisselverband met het fluïdum in een in hoofdzaak continue verdeling langs het meetgedeelte van het kanaal zijn opgesteld en waarbij de stroommeetorganen de energie kenmerken, die door de besturingsorganen aan de thermische organen worden toegevoerd.
4. Stroommeetinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de conditioneerorganen de temperatuur van het fluïdum regelen door dit te verhitten als nodig voor het realiseren van een eerste temperatuur daarvan binnen de. leidingsorganen, onmiddellijk stroomopwaarts ten opzichte van het meetgedeelte van het kanaal, waarbij de eerste temperatuur hoger 35 ligt dan de verwachte temperaturen, waarbij het fluïdum het kanaal binnentreedt.
5. Stroommeetinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, 8302378 -16- dat de conditioneerorganen in een warmteuitwisselverband met het fluïdum in een in hoofdzaak continue verdeling langs een conditioneergedeelte van het kanaal onmiddellijk stroomopwaarts ten opzichte van het meet-gedeelte zijn opgesteld en waarbij de conditioneerorganen zowel warmte 5 met het fluïdum uitwisselen als langs elektrische weg temperatuurveranderingen, als veroorzaakt door het fluïdum, kenmerken.
6. Stroommeetinrichting volgens conclusie 5, gekenmerkt door stroomopwaartse besturingsorganen, welke reageren^ op temperatuurveranderingen als gekenmerkt door de conditioneerorganen, welke de energie 10 aan de conditioneerorganen, als nodig om te veroorzaken, dat deze het fluïdum tot de eerste temperatuur verhitten, toevoeren, en waarbij de stroommeetorganen de energie, welke door tenminste een van de besturingsorganen en de stroomopwaartse besturingsorganen wordt toegevoerd, kenmerken.
7. Stroommeetinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de thermische organen warmte met het fluïdum uitwisselen door de temperatuur daarvan te verhogen boven die van de geregelde temperatuur en waarbij de besturingsorganen de energie aan de thermische organen toevoeren, teneinde de gemiddelde temperatuur langs het meetgedeelte van 20 het kanaal op een in hoofdzaak vast niveau, dat hoger ligt dan dat van de geregelde temperatuur, te houden.
8. Stroommeetinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de thermische organen thermisch gevoelig elektrisch weerstandsma-teriaal omvatten en waarbij de besturingsorganen zijn voorzien van een 25 elektrische plug met het genoemde materiaal in een tak daarvan voor het opwekken van bruguitgangssignalen, die de temperatuurverandering kenmerken.
9. Stroommeetinrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het thermisch gevoelige elektrische weerstandsmateriaal een betrekkelijk grote positief weerstandstemperatuurcoefficient heeft en geen andere 30 impedantie met een significante temperatuurcoefficient in de brug aanwezig is, en waarbij de besturingsorganen elektrische stroom door de brug voeren, welke veroorzaken, dat het materiaal' daardoor verhit wordt en de temperatuur van het fluïdum boven de geregelde temperatuur verhogen totdat de bruguitgangssignalen niet langer veranderingen kenmerken, die 35 een verdere verhitting vereisen.
10. Stroommeetinrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, 8302378 -17- dat het weerstandsmateriaal de enige variabele weerstand in de brug vormt en de andere stroombanen daarin slechts weerstanden omvatten met betrekkelijk lage weerstandstemperatuurcoefficienten, en waarbij de besturingsorganen zijn voorzien van elektronische organen, die een elek-5 trische stroom uit een bron via de brug in responsie op de bruguitgangs-signalen poorten.
11. Stroommeetinrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het weerstandsmateriaal zich bevindt in een tak van een brugnetwerk met vier takken, waarbij de besturingsorganen zijn voorzien van een 10 elektronische versterker, die op de bruguitgangssignalen reageert, en een vermogenstransistor, die door de versterker wordt bestuurd, teneinde de elektrische stroom te poorten.
12. Stroommeetinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de conditioneerorganen uit thermisch gevoelig elektrisch weerstands- 15 materiaal met een relatief grote weerstandstemperatuurcoefficient bestaan, en voorts een elektrische brug aanwezig is, in een tak waarvan het materiaal is opgenomen en elders in de brug slechts weerstanden met een betrekkelijk geringe weerstandstemperatuurcoefficient aanwezig zijn, waarbij de stroomopwaartse besturingsorganen zijn voorzien van elektro-20 nische organen, die een elektrische stroom uit een bron via de brugpoorten in responsie op elektrische uitgangssignalen van de brug en daardoor veroorzaken, dat het materiaal door de stroom wordt verhit en de temperatuur regelt voor het verwezenlijken van de eerste temperatuur van het fluïdum.
13. Stroommeetinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door thermische uitgangsconditioneerorganen om de temperatuur van het fluïdum, onmiddellijk stroomafwaarts ten opzichte van de thermische organen te regelen tot een temperatuur tussen het genoemde niveau en het gemiddelde van de verschillende waarden, waarbij de besturingsorganen energie aan 30 de thermische organen toevoeren, welke het gemiddelde van de verschillende temperatuurwaarden in hoofdzaak constant houdt.
14. Stroommeetinrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de thermische organen thermisch gevoelige elektrisch weerstandsmateriaal omvatten en waarbij de besturingsorganen elektrische stromen aan 35 het elektrische weerstandsmateriaal toevoeren, teneinde daardoor de temperatuur van het fluïdum te veranderen, en waarbij de stroommeetorganen 8302378 -18- spanningsvallen over het weerstandsmateriaal kenmerken, welke spannings-vallen in hoofdzaak lineair evenredig zijn met de massastroomsnelheid van het fluïdum.
15. Stroommeetinrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, 5 dat de stroommeetorganen zijn voorzien van organen met relatief grote impedantie, die elektrisch parallel aan de weerstandsorganen zijn verbonden en op spanningsvallen en daarover reageren zonder daaruit een significante elektrische stroom af te leiden of de effectieve tempera-tuurweerstandskarakteristieken daarvan op een significante wijze te 10 be invloeden.
16. Stroommeetinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door thermische uitgangsconditioneerorganen voor het regelen van de temperatuur van het fluïdum, onmiddellijk stroomafwaarts van de thermische organen, in responsie op een energiebron, waarbij de stroommeetorganen 15 de energie kenmerken, die aan tenminste een van de conditioneerorganen en de thermische organen en de thermische uitgangsconditioneerorganen wordt toegevoerd.
17. Stroommeetinrichting volgens conclusie 7, gekenmerkt door thermische uitgangsconditioneerorganen, die in een warmteuitwisselver- 20 band met het fluïdum onmiddellijk stroomafwaarts ten opzichte van het meetgedeelte van het kanaal zijn opgesteld om zowel de fluïdumtempera-tuur stroomafwaarts ten opzichte van het meetgedeelte te regelen als langs elektrische weg temperatuurveranderingen te kenmerken, welke door het fluïdum worden veroorzaakt, en stroomafwaartse besturingsorganen, welke 25 in responsie op temperatuurveranderingen, als gekenmerkt door de uitgangsconditioneerorganen, de temperatuur van het fluïdum stroomafwaarts ten opzichte van het meetgedeelte regelen door dit te verhitten als nodig voor het verwezenlijken van een lagere temperatuur daarvan, welke hoger ligt dan de eerste temperatuur doch lager ligt dan de gemiddelde tempera-30 tuur.
18. Stroommeetinrichting volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de uitgangsconditioneerorganen thermisch gevoelig, elektrisch weerstandsmateriaal met een relatief grote weerstandstemperatuurcoefficient omvatten, waarbij voorts een elektrische brug aanwezig is, in een tak 35 waarvan het materiaal is opgenomen en waarbij elders in de brug slechts weerstanden met relatief geringe weerstandstemperatuurcoefficienten aanwezig zijn, en stroomafwaartse besturingsorganen voorzien van elektronische 8302378 w ~ -19- organen, die een elektrische stroom uit een bron via de brug in responsie op elektrische uitgangssignalen van de brugpoorten en daardoor veroorzaken, dat het materiaal door de stroom wordt verhit en de temperatuur regelt, teneinde de lagere temperatuur te verwezenlijken.
19. Stroommeetinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door omgevingsregelorganen, die de omgevingstemperatuur om de conditioneer-organen en de thermische organen regelen, welke omgevingsregelorganen zijn voorzien van een verhittingselement, dat de omgevingstemperatuur kunstmatig en automatisch op een niveau boven de verwachte temperaturen 10 van de natuurlijke omgeving, waarin de inrichting wordt toegepast, houden.
20. Stroommeetinrichting volgens conclusie 17, gekenmerkt door omgevingsregelorganen, die de omgevingstemperatuur om het kanaal en de conditioneerorganen en de thermische organen en de thermische uitgangs-conditioneerorganen regelen, welke organen de omgevingstemperatuur in 15 het huis kunstmatig en automatisch op een niveau houden, dat gelegen is boven de verwachte temperaturen van de natuurlijke omgeving, waarin de , inrichting wordt toegepast.
21. Stroommeetinrichting volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de leidingsorganen een langwerpige buis met kleine diameter omvatten, 20 die het stroomkanaal bepaalt, waarbij elk van de conditioneerorganen en thermische organen en uitgangsconditioneerorganen elektrisch geleidend materiaal in een gemiddelde baan om de buis omvatten en waarbij het huis buisvormig is en coaxiaal om de buis is opgesteld, terwijl de verwarmings-organen elektrisch geleidend materiaal in een gewikkelde baan om de ge- 25 noemde buis omvatten.
22. Stroommeetinrichting volgens conclusie 21, met hetkenmerk, dat de buis een zodanige afmeting en configuratie heeft, dat een laminaire fluldumstroom, die zich door de buis beweegt, wordt bevorderd, terwijl voorts organen aanwezig zijn, die een deel van de fluldumstroom vanuit 30 een andere stroomleiding via de buis shunten.
23. Stroommeetinrichting volgens conclusie 17., met het kenmerk, dat elk van de conditioneerorganen en thermische organen en uitgangs-conditioneerorganen een afzonderlijk element van thermisch gevoelig elektrisch weerstandsmateriaal met een relatief grote weerstandstemperatuur- 35 coefficient omvatten, dat in een warmteuitwisselverband met het fluïdum in een in hoofdzaak continue verdeling, resp. langs een stroomopwaarts 8302378 * V -20- gedeelte van het kanaal en langs het meetgedeelte onmiddellijk stroomafwaarts daarvan en langs een uitlaatgedeelte van het kanaal onmiddellijk stroomafwaarts ten opzichte van het meetgedeelte zijn opgesteld, en waarbij de elementen van het materiaal zich elk in een tak van een afzonder-5 lijke elektrische brug bevinden, die overigens slechts weerstanden met relatief geringe weerstandstemperatuurcoefficienten omvatten, en stroomafwaartse besturingsorganen aanwezig zijn, die met de conditioneerorganen samenwerken, waarbij de besturingsorganen en de stroomopwaartse bestu -ringsorganen en de stroomafwaartse besturingsorganen elk zijn voorzien 10 van elektronische organen, die een elektrische stroom uit bronnen via de resp. elektrische bruggen in responsie op elektrische uitgangssignalen daarvan poorten en daardoor resp. veroorzaken, dat de elementen van elektrisch weerstandsmateriaal overeenkomstig daarmede worden verhit.
24. Werkwijze voor het meten van een stroom, met het kenmerk, dat 15 een zich bewegend fluïdum wordt geconditioneerd door de temperatuur daarvan te regelen, vervolgens de temperatuur van het in de temperatuur geregelde fluïdum op verschillende waarden in een warmteuitwisselhandeling wordt gebracht wanneer het fluïdum zich voortbeweegt, en de energie wordt gekenmerkt, die in tenminste een van de stappen van het regelen van de 20 temperatuur en het wijzigen van de temperatuur wordt gebruikt.
25. Werkwijze volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat het conditioneren het verhitten van het fluïdum als nodig voor het verwezenlijken van een eerste temperatuur daarvan, welke hoger ligt dan de verwachte temperaturen van het fluïdum voordat dit wordt geconditioneerd, 25 omvat en waarbij het wijzigen van de temperatuur het verhitten van het fluïdum op de verschillende temperatuurwaarden omvat.
26. Werkwijze volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat het conditioneren het verdelen van de verhitting van het fluïdum langs een in hoofdzaak continue stroomopwaartse stroombaan daarvan omvat, waarbij het 30 wijzigen van de temperatuur het verdelen van een verdere verhitting van het fluïdum langs een in hoofdzaak continue stroombaan onmiddellijk stroomafwaarts ten opzichte van de stroomopwaartse baan omvat en waarbij het kenmerken van de energie, welke wordt gebruikt, het toevoeren en controleren van energie omvat, welke nodig is voor de verdere verhitting van 35 het fluïdum.
27. Werkwijze volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat een 8302378 -21- verdere conditionering van het fluïdum plaatsvindt nadat de temperatuur daarvan is gewijzigd door de temperatuur daarvan opnieuw te regelen, waarbij de energie, welke wordt gebruikt wordt gekenmerkt doordat de energie, welke wordt gebruikt bij tenminste een van de stappen van het 5 regelen van de temperatuur en het wijzigen van de temperatuur en het opnieuw regelen van de temperatuur wordt gekenmerkt.
28. Werkwijze volgens conclusie 26, met het kenmerk, dat het fluïdum verder wordt geconditioneerd nadat de temperatuur daarvan is gewijzigd door aan het fluïdum onmiddellijk stroomafwaarts ten opzichte 10 van de stroomafwaartse stroombaan slechts een zodanige hoeveelheid warmte toe te voeren, dat het fluïdum wordt afgekoeld tot een temperatuur gelegen tussen de eerste temperatuur en het gemiddelde van de verschillende temperatuurwaarden, en waarbij het kenmerken van de energie het kenmerken van de massastroomsnelheid van het fluïdum in een in hoofdzaak 15 lineaire proportionaliteit tot die energie omvat.
29. Werkwijze volgens conclusie 28, met het kenmerk, dat de stappen van het conditioneren en wijzigen van de temperatuur en het verder conditioneren in een in hoofdzaak constante-temperatuuromgeving, welke boven de verwachte temperaturen van de normale omgeving is gelegen, 20 worden onderhouden en uitgevoerd.
30. Werkwijze volgens conclusie 28, met het kenmerk, dat een la-minaire stroom van het fluïdum wordt onderhouden, terwijl tegelijkertijd en continu de stappen van het conditioneren en wijzigen van de temperatuur en de verdere conditionering worden uitgevoerd.
31. Werkwijze volgens conclusie 28, met het kenmerk, dat elk van de stappen van conditionering en wijziging van de temperatuur en verdere conditionering zowel het aftasten van de temperatuur als het verhitten van het fluïdum simultaan omvat door een reageren op- de elektrische weerstand van en het verschaffen van een gerelateerde elektrische ver- 30 hitting van temperatuurgevoelig. materiaal met een relatief grote weer- standstemperatuurcoefficient, en waarbij het kenmerken van de massastroomsnelheid het meten van spanningsvallen over het temperatuurgevoelige materiaal, dat bij de stap van het wijzigen van de temperatuur wordt gebruikt, omvat. 8302378
NL8302378A 1982-07-12 1983-07-04 Stromingsmeter. NL192467C (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US39710982 1982-07-12
US06/397,109 US4464932A (en) 1982-07-12 1982-07-12 Thermal mass flowmetering

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL8302378A true NL8302378A (nl) 1984-02-01
NL192467B NL192467B (nl) 1997-04-01
NL192467C NL192467C (nl) 1997-08-04

Family

ID=23569861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8302378A NL192467C (nl) 1982-07-12 1983-07-04 Stromingsmeter.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4464932A (nl)
JP (1) JPS5918423A (nl)
CA (1) CA1207408A (nl)
CH (1) CH669255A5 (nl)
DE (1) DE3320561C2 (nl)
FR (1) FR2530014B1 (nl)
GB (1) GB2123960B (nl)
IT (1) IT1169746B (nl)
NL (1) NL192467C (nl)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4679585A (en) * 1986-01-10 1987-07-14 Mks Instruments, Inc. Flowmeter-controlled valving
US4779458A (en) * 1986-12-29 1988-10-25 Mawardi Osman K Flow sensor
US4847469A (en) * 1987-07-15 1989-07-11 The Boc Group, Inc. Controlled flow vaporizer
JP2631481B2 (ja) * 1987-12-08 1997-07-16 株式会社 リンテック 質量流量計とその計測方法
US5158534A (en) * 1990-07-03 1992-10-27 Cardiopulmonics, Inc. Automated gas delivery system for blood gas exchange devices
US5100100A (en) * 1990-09-12 1992-03-31 Mks Instruments, Inc. Fluid control and shut off valve
US5359878A (en) * 1991-02-26 1994-11-01 Dxl International, Inc. Apparatus and method for in-line calibration verification of mass flow meters
US5161410A (en) * 1991-02-27 1992-11-10 Intertech Development Company Mass flow sensor for very low fluid flows
US5142907A (en) * 1991-04-17 1992-09-01 Mks Instruments, Inc. Constant temperature gradient fluid mass flow transducer
JP2643665B2 (ja) * 1991-06-13 1997-08-20 日本エム・ケー・エス 株式会社 流量センサ
DE4219551C2 (de) * 1991-06-13 1996-04-18 Mks Japan Inc Massenströmungssensor
US5295394A (en) * 1991-06-13 1994-03-22 Mks Japan Inc. Bypass unit for a flowmeter sensor
KR940011791B1 (ko) * 1992-04-15 1994-12-26 금성일렉트론주식회사 온도안정화 매스 플로우 컨트롤러 센서
US5314164A (en) * 1992-07-17 1994-05-24 Mks Instruments, Inc. Pivotal diaphragm, flow control valve
US5361637A (en) * 1992-11-06 1994-11-08 Mks Instruments, Inc. Temperature compensation circuitry employing a single temperature compensation element
US5571396A (en) * 1993-07-12 1996-11-05 Dade International Inc. Fluid analysis system and sensing electrode, electrode assembly, and sensing module components
DE4335332A1 (de) * 1993-10-18 1995-04-20 Bitop Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur insbesondere nicht invasiven Ermittlung mindestens eines interessierenden Parameters eines Fluid-Rohr-Systems
US5764539A (en) * 1994-01-21 1998-06-09 Novartis Nutrition Ag Non-invasive system and method for a fluid flow monitoring system
US5461913A (en) * 1994-06-23 1995-10-31 Mks Instruments, Inc. Differential current thermal mass flow transducer
US5460039A (en) * 1994-07-12 1995-10-24 Bear Medical Systems, Inc. Flow sensor system
US5804717A (en) * 1996-04-05 1998-09-08 Mks Instruments, Inc. Mass flow transducer having extended flow rate measurement range
US5792952A (en) * 1996-05-23 1998-08-11 Varian Associates, Inc. Fluid thermal mass flow sensor
US5693880A (en) * 1996-06-14 1997-12-02 Mks Instruments, Inc. Heater with tapered heater density function for use with mass flowmeter
US5868159A (en) * 1996-07-12 1999-02-09 Mks Instruments, Inc. Pressure-based mass flow controller
US6125695A (en) * 1997-10-13 2000-10-03 Teledyne Brown Engineering, Inc. Method and apparatus for measuring a fluid
US6397944B1 (en) * 2000-01-28 2002-06-04 Lsi Logic Corporation Heat dissipating apparatus and method for electronic components
KR100395656B1 (ko) * 2001-12-19 2003-08-21 김욱현 질량유량제어기의 질량유량측정센서
US6779394B2 (en) 2001-12-21 2004-08-24 Mks Instruments, Inc. Apparatus and method for thermal management of a mass flow controller
US6668641B2 (en) 2001-12-21 2003-12-30 Mks Instruments, Inc. Apparatus and method for thermal dissipation in a thermal mass flow sensor
US6668642B2 (en) 2001-12-21 2003-12-30 Mks Instruments, Inc. Apparatus and method for thermal isolation of thermal mass flow sensor
JP2004317268A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Hitachi Ltd 車載電子装置,熱式流量計及び電子回路基板
US20040246649A1 (en) * 2003-06-03 2004-12-09 Mks Instruments, Inc. Flow control valve with magnetic field sensor
US8302471B2 (en) 2005-12-02 2012-11-06 Melexis Nv Calorimetric flow meter having high heat conductivity strips
JP4859107B2 (ja) * 2006-03-15 2012-01-25 株式会社山武 熱式流量計
US8136983B2 (en) * 2009-01-01 2012-03-20 Mahmoud Razzaghi Sensor and control system
US8571798B2 (en) * 2009-03-03 2013-10-29 Baker Hughes Incorporated System and method for monitoring fluid flow through an electrical submersible pump
DE102011120899B4 (de) * 2011-12-12 2015-08-20 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren und Verwendung einer Vorrichtung zur Bestimmung des Massenstroms eines Fluids
DE102014101792A1 (de) * 2014-02-13 2015-08-13 Aixtron Se Vorrichtung zum Bestimmen des Massenflusses eines Gases beziehungsweise Gasgemisches mit ineinandergeschachtelten rohrförmigen Filamentanordnungen
WO2015151638A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 日立金属株式会社 熱式質量流量測定方法、当該方法を使用する熱式質量流量計、及び当該熱式質量流量計を使用する熱式質量流量制御装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE854105C (de) * 1946-05-21 1952-10-30 Charles Engelhard Stroemungsmesser
FR911680A (fr) * 1950-03-10 1946-07-17 Pyrometrie Ind Procédé et dispositif de mesure et de réglage du débit d'un fluide
US2994222A (en) * 1958-10-09 1961-08-01 John H Laub Thermal flowmeter
US3352154A (en) * 1965-06-16 1967-11-14 Robert S Djorup Heated element fluid flow sensor
US3680377A (en) * 1970-08-17 1972-08-01 Hewlett Packard Co Fluid flow meter
US3938384A (en) * 1972-10-13 1976-02-17 Tylan Corporation Mass flow meter with reduced attitude sensitivity
DE2311103C2 (de) * 1973-03-06 1984-01-12 Helmut Dipl.-Chem. 8000 München Ulrich Einrichtung zur Messung der Durchflußrate eines Strömungsmittels
US3942378A (en) * 1974-06-28 1976-03-09 Rca Corporation Fluid flow measuring system
GB1512850A (en) * 1974-12-28 1978-06-01 Osaka Denki Co Ltd Method of and apparatus for monitoring an arc atmosphere
GB1512290A (en) * 1975-11-24 1978-06-01 Agar J Instrumentation Ltd Method and apparatus for determining fluid flow rate and/or for exercising a control in dependence thereon
US4043196A (en) * 1976-02-09 1977-08-23 Technology Incorporated Method and apparatus for effecting fluid flow measurement in a single sensor
JPS5412766A (en) * 1977-06-29 1979-01-30 Toshiba Corp Hot-wire flow meter
JPS55140109A (en) * 1979-04-20 1980-11-01 Nippon Atom Ind Group Co Ltd Flowmeter
DE2929427A1 (de) * 1979-07-20 1981-02-05 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur luftmassenmessung im luftansaugrohr einer brennkraftmaschine
JPS6050289B2 (ja) * 1979-11-20 1985-11-07 元 加野 熱式流量計
DE3135793A1 (de) * 1981-09-10 1983-03-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zur messung der masse eines in einem stroemungsquerschnitt stroemenden pulsierenden mediums

Also Published As

Publication number Publication date
DE3320561C2 (de) 1994-08-11
NL192467B (nl) 1997-04-01
CH669255A5 (de) 1989-02-28
GB2123960B (en) 1985-11-27
FR2530014A1 (fr) 1984-01-13
FR2530014B1 (fr) 1988-12-02
GB2123960A (en) 1984-02-08
IT1169746B (it) 1987-06-03
JPS5918423A (ja) 1984-01-30
NL192467C (nl) 1997-08-04
GB8313531D0 (en) 1983-06-22
DE3320561A1 (de) 1984-01-12
JPH0534608B2 (nl) 1993-05-24
US4464932A (en) 1984-08-14
CA1207408A (en) 1986-07-08
IT8322022A0 (it) 1983-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8302378A (nl) Stroommeter.
US4548075A (en) Fast responsive flowmeter transducer
AU670162B2 (en) Method and apparatus for measuring the flow rate of a medium flow
JP2631481B2 (ja) 質量流量計とその計測方法
JP2704048B2 (ja) 電流差型熱質量流量トランスデューサ
US5311762A (en) Flow sensor calibration
US4244217A (en) Gas flow monitor
JPH039218A (ja) 流れる媒体の量を測定するための装置
EP0242412A1 (en) Method and apparatus for measuring fluid flow
KR0184673B1 (ko) 열식 유량계(熱式流量計)
US7000464B2 (en) Measuring and control of low fluid flow rates with heated conduit walls
EP0172440B1 (en) Hot-wire flow rate measuring apparatus
US5035138A (en) Mass flow sensor having wide dynamic range
NL8802336A (nl) Werkwijze voor het bepalen van de wobbe-index van een gasmengsel.
JPH07248304A (ja) 熱伝導率計
JPH0449893B2 (nl)
EP0907876B1 (en) Differential hot wire air gauge
KR0163621B1 (ko) 한개의 열선센서를 이용한 유동장 내의 온도 및 속도의 측정방법
KR970009161B1 (ko) 열선유속계
GB2332072A (en) Controlling heating element usable for flow or thermal conductivity measurement
KR20020080137A (ko) 유량 계측용 센서 및 이를 이용한 질량유량제어장치 및 방법
JPS6266147A (ja) 温度ステップ細線加熱による熱定数の測定方法
JPS61196122A (ja) 熱式流量計
JPH11351930A (ja) 発熱抵抗体式空気流量計
CS254714B1 (cs) Zařízení na měření malých horizontálních rychlostí proudění

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
V2 Lapsed due to non-payment of the last due maintenance fee for the patent application

Free format text: 980201