NL8901500A

NL8901500A - Inrichting voor het bepalen van de snelheid en richting van een stromend medium.

Info

Publication number: NL8901500A
Application number: NL8901500A
Authority: NL
Original assignee: Bronkhorst High Tech Bv
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1991-01-02
Also published as: DE69002797T2; ES2043250T3; EP0402977B1; EP0402977A1; DE69002797D1; DK0402977T3; ATE93325T1

Description

INRICHTING VOOR HET BEPALEN VAN DE SNELHEID EN RICHTING VAN EEN STROMEND MEDIUM

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bepalen van de stromingsrichting van een medium, bestaande uit een cylindervormige schacht, waarop een eerste en tweede vrijwel gelijke cirkelvormige schijf, op enige afstand van elkaar, loodrecht op een gemeenschappelijke as zijn aangebracht, welke as bij voorkeur, althans ten naaste bij, loodrecht staat op het vlak van de stroming en bij voorkeur samenvalt met de as van de schacht, en tussen welke schijven het medium stroomt.

Een dergelijke stroomsnelheidsmeter is bekend uit het amerikaanse octrooischrift 2.496.339, in het bijzonder figuur 7, waarbij de onderste schijf wordt verwarmd ten opzicht van het medium, en waar de stroming over drie onder 120° rondom de as op de onderste schijf aangebrachte thermische omzetters wordt gevoerd die hierdoor ongelijkmatig worden afgekoeld, waarna de verhoudingen van de uitgangsspanningen worden gebruikt om de richting van het medium te bepalen.

Volgens een kenmerk van de uitvinding bevindt zich een richtingsgevoelige thermische snelheidsmeter, althans ten naaste bij, in het middelpunt van het bovenvlak van de eerste cirkelvormige schijf, met de gevoelige zijde naar de tweede cirkelvormige schijf. Het voordeel hiervan is, dat een eenvoudige uitvoering wordt verkregen met slechts één omzetter, die behalve de richting van de stroming ook de snelheid hiervan aangeeft, en dat niet de gehele schijf doch slechts de snelheidsmeter behoeft te worden verwarmd, zodat voor een gelijke temperatuursverhoging aanzienlijk minder electrisch vermogen vereist is. Bovendien is het aantal meetplaatsen van drie tot één teruggebracht, hetgeen de nauwkeurigheid van de meting vergroot, daar verschillen in de stroming tussen de verschillende meetplaatsen onderling niet meer kunnen voorkomen.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding is de schacht door de eerste cirkelvormige schijf heen verlengd en is op het uiteinde hiervan, althans ten naaste bij, halverwege de twee cirkelvormige schijven, voorzien van een derde schijf, loodrecht op de as van de schacht, waarvan de diameter kleiner is dan die van de eerste en tweede cirkelvormige schijf en bevindt zich een richtingsgevoelige stroomsnelheidsmeter in het centrum van het bovenvlak van de derde cirkelvormige schijf, met de gevoelige zijde naar de tweede cirkelvormige schijf gericht. Het voordeel hiervan is, dat voor de derde cirkelvormige schijf waarin de stromingmeter is aangebracht, de afhankelijkheid van de invalshoek van de stroming, dat wil zeggen de afwijking van de stroming ten opzichte van het vlak van de schijven, geringer is dan voor de eerste en tweede cirkelvormige schijf, doordat de stroming door deze schijven reeds is afgebogen alvorens ze de derde schijf bereikt, waardoor het medium gelijkmatiger over de stroomsnelheidsmeter gevoerd wordt.

Volgens een verder kenmerk van de de uitvinding is de rand van de derde cirkelvormige schijf afgerond, bij voorkeur halfcirkelvormig. Dit heeft het voordeel, dat stromingsloslating en wervelingen die door de scherpe hoeken aan de rand van de derde schijf zouden kunnen ontstaan en het stromingsbeeld ongelijkmatig maken, verregaand vermeden worden.

Volgens weer een kenmerk van de uitvinding is de doorsnede van de derde schijf, althans grotendeels, ellipsvormig. Hierdoor wordt bereikt, dat stromingsloslating nog verder wordt vermeden, waardoor de stroming nog beter over de stroomsnelheidsmeter gevoerd wordt.

Volgens nog een kenmerk van de uitvinding zijn de eerste en tweede cirkelvormige schijf door regelmatig over de omtrek verdeelde afstands-stukken met elkaar verbonden.

Volgens weer een ander kenmerk van de uitvinding zijn de eerste en tweede cirkelvormige schijf door middel van een cylinder van gaas met elkaar verbonden. Het voordeel hiervan is, dat zich geen sterke afwijkingen in het stromingsbeeld over de snelheidsmeter voordoen bij bepaalde richtingen van de stroming, terwijl het gaas tevens zorgt voor een gelijkmatige stroming over de snelheidsmeter.

Een en ander zal nu, bij wijze van voorbeeld, nader worden toegelicht aan de hand van de volgende figuurbeschrijving, waarin:

Fig.l een uitvoeringsvorm toont met de stroomsnelheidsmeter in de eerste schijf,

Fig.2 een uitvoeringsvorm met drie schijven,

Fig.3 een derde schijf laat zien met een halfcirkelvormige rand,

Fig,4 een derde schijf, waarvan de doorsnede een ellips is, en

Fig.5 een uitvoeringsvorm toont met een cylinder van gaas als verbindingsstuk tussen de eerste en tweede schijf.

In figuur 1 is op de schacht 1, welke hol is uitgevoerd voor het doorvoeren van de aansluitdraden voor de stroomsnelheidsmeter 2, een eerste cirkelvormige schijf 3 aangebracht. Axiaal ten opzichte hiervan verschoven en door afstandsstukken 4 hieraan bevestigd, bevindt zich een tweede cirkelvormige schijf 5 van gelijke diameter. De opstelling wordt zodanig in een stromend medium, in de vorm van een vloeistof of gas, geplaatst, dat het medium tussen deze twee cirkelvormige schijven 3 en 5 door stroomt, en waarvan de richting en de snelheid worden bepaald door middel van de richtingsgevoelige stroomsnelheidsmeter 2, welke bij voorkeur bestaat uit een halfgeleidersubstraat, dat door een weerstandselement wordt verwarmd en waarop zich thermokoppels bevinden, waarvan de contactplaatsen door het stromende medium ongelijkmatig worden af gekoeld, waarbij de mate van afkoeling een maat is voor de snelheid en de richting van het stromende medium. Dit substraat is zodanig in het bovenvlak van de eerste cirkelvormige schijf 3 aangebracht, dat de twee vlakken samenvallen.

Figuur 2 laat een uitvoeringsvorm zien, waarbij de schacht 1 is verlengd en aan zijn uiteinde is voorzien van een derde cirkelvormige schijf 6, waarvan de diameter kleiner is dan die van de cirkelvormige schijven 3 en 5, waarbij de richtingsgevoelige stroomsnelheidsmeter 2 in het midden van het naar de cirkelvormige schijf 5 toegekeerde vlak is aangebracht. Doordat de stroming door de cirkelvormige schijven 3 en 5 reeds wordt af gebogen in het vlak van de schijven, alvorens ze de derde cirkelvormige schijf bereikt, wordt de afhankelijkheid van de invalshoek van het stromende medium en van de invloed van wervelingen rond de cylindervormige schacht 1, geringer voor de stroming over het bovenvlak van de derde cirkelvormige schijf 6, en daarmee voor de stroming over de snelheidsmeter 2.

Figuur 3 laat een uitvoeringsvorm zien, waarbij de rand van de derde cirkelvormige schijf 6 halfcirkelvormig is uitgevoerd, waardoor wervelingen van de rand welke de gelijkmatigheid van de stroming verstoren, sterk worden verminderd of zelfs geheel vermeden.

In figuur 4 is de doorsnede van de cirkelvormige derde schijf 6 ellipsvormig, waardoor de stroming nog gelijkmatiger wordt.

In figuur 5 zijn de afstandsstukken 4, die uit dunne staafjes of radiaal naar binnen gerichte dunne gestroomlijnde vinnen kunnen bestaan, vervangen door een cylinder van gaas 7. Daardoor wordt bereikt dat voor elke richting waaronder de stroming invalt, het stromingsbeeld over de stroomsnelheidsmeter 2 identiek is, daar de storende invloed van de afstandsstukken 4 die bij bepaalde invalsrichtingen kunnen ontstaan, volledig afwezig is, terwijl tevens het gaas een homogene stroming bevordert.

Het zal duidelijk zijn, dat ook de randen van de eerste en tweede schijf 3 en 5 afgerond kunnen zijn.

Claims

1. Inrichting voor het bepalen van de stromingsrichting van een medium, bestaande uit een cylindervormige schacht, waarop een eerste en een tweede, vrijwel cirkelvormige schijf, op enige afstand van elkaar, loodrecht op een gemeenschappelijke as zijn aangebracht, welke as bij voorkeur, althans ten naaste bij, loodrecht staat op het vlak van de stroming en bij voorkeur samenvalt met de as van de schacht, en tussen welke schijven het medium stroomt, met het kenmerk, dat zich een richtingsgevoelige thermische snelheidsmeter, althans ten naaste bij, in het middelpunt van het bovenvlak van de eerste cirkelvormige schijf bevindt, met de gevoelige zijde naar de tweede cirkelvormige schijf gericht.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de schacht door de eerste cirkelvormige schijf heen verlengd is en aan het uiteinde, althans ten naaste bij halverwege de twee cirkelvormige schijven voorzien is van een derde cirkelvormige schijf loodrecht op de as van de schacht, waarvan de diameter kleiner is dan die van de eerste en tweede cirkelvormige schijf en waarbij zich een richtingsgevoelige stroomsnelheidsmeter in het centrum van het bovenvlak van de derde cirkelvormige schijf bevindt, met de gevoelige zijde naar de tweede cirkelvormige schijf gericht.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de rand van de derde cirkelvormige schijf rond, bij voorkeur halfcirkelvormig is

4. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de doorsnede van de derde schijf, althans grotendeels, ellipsvormig is.

5. Inrichting volgens conclusie 1 t/m 4, met het kenmerk, dat de eerste en tweede cirkelvormige schijf door regelmatig over de omtrek verdeelde afstandsstukken met elkaar verbonden zijn.

6. Inrichting volgens conclusie 1 t/m 4, met het kenmerk, dat de eerste en tweede cirkelvormige schijf door middel van een cylinder van gaas met elkaar verbonden zijn.