NO852271L - Stroemningsmaaler som avfoeler elektrisk ladning - Google Patents

Abstract

Et element som samvirker med en strøm av fluidum som beveger seg gjennom et rør, fremskaffer periodiske understrømmer med en takt som varierer i henhold til endringene i hastighet av det bevegelige fluidum. Fremskaffelsen av understrømmer modu-lerer også de elektriske ladninger som inneholdes i og beveger seg sammen med nevnte fluidum, for således å tillate en detektor som reagerer på den energi som utsendes av de modulerte ladninger, å fremskaffe et følersignal med en frekvens svarende til genereringstakten for de periodisk fremskaffede understrømmer.Ved en foretrukken utførelsesform er elementet et hvirvelspredende legeme og understrømmene utgjøres av hvirvler som avgis derfra. En elektrisk krets som mottar følersignalet, omformer dette til et strømningssignal som representerer hastig-. heten av det bevegelige fluidum.

Description

STRØMNINGSMÅLER SOM AVFØLER ELEKTRISK LADNING

Oppfinnelsens bakgrunn

1. Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt apparater til måling av strømningshastigheten av et fluidum som beveger seg gjennom en ledning, og mer spesielt en strømningsmåler av den type som forstyrrer fluidum-strømningene for fremskaffelse av modulerte understrømmer og innbefatter en føler som reagerer på den elektriske aktivitet som fremskaffes ved understrømmene.

Beskrivelse av kjent teknikk

2. Det er kjent at det fluidum som beveger seg i en ledning

mot og rundt forskjellige hindringer, f.eks. ventiler og albu-avbøyninger, fremskaffer elektrisk aktivitet i fluidet. I U.S. Patenskriv 4.363.244 tilhørende Rabeh og Hemp er det omtalt en ...strømningsmåler som er følsom like overfor slik elektrisk aktivitet. I nevnte patentskrift angis det at denne elektriske aktivitet menes å være resultatet av elektriske ladninger i fluidet. Når fluidet som inneholder disse elektriske ladninger beveger seg gjennom ledningen, vil der derfor fremskaffes et støysignal som kan detekteres ved hjelp av en rekke elektroder som er anordnet langs fluidets strømningsvei. En side av oppfinnelsen som er omtalt i U.S. Patenskrift 4.363.244, er at den gjennomsnittlige frekvens for det mottate signal menes å være proporsjonal med fluidets strømningshastighet.

Imidlertid mener man at de elektriske ladninger er ujevnt fordelt i fluidet, slik at det mottatte signal innbefatter mange tilfeldig opptredende topper og er ikke et veldefinert signal som endrer seg jevnt, og som er lett å detektere og behandle. Der kreves således statistiske metoder for kalkulering av fluidets strømningshastighet. Fordi toppene av det mottatt signal er meget spredt over tid, vil nøyaktigheten av en hvilken som helst korttidsberegning av strømningshastigheten bli forringet. Følgelig synes det som om patentskriftet omtaler et forholdsvis sakte reagerende apparat.

Videre blir det i nevnte U.S. patentskrift angitt bruken av kretser som ekvadrerer, integrerer, dividerer og bestemmer kvadratroten av forskjellige deler av det mottatte støysignal. Selv om slike kretser er velkjente, blir de mer innviklede og dyrere etter hvert som der kreves større presisjon.

Fra U.S. Patentskrift 3.813.939 tilhørende Head er der omtalt en annen strømningsmåler som reagerer på elektriske ladninger som inneholdes i et fluidum som beveger seg. Dette patentskrift gir anvisning på at et par elektroder som er anordnet i et rør, kan brukes for avføling av det feltsignal som fremskaffes ved bevegelsen av fluidet inneholdende ladningene. Idet de to elektroder er anordet på en kjent avstand fra hverandre, fremskaffer de signaler som blir forsterket og kombinert algebraisk med hverandre for å gi et differensesignal. Ved tilføring av dette differansesignal til en autokorrelator, kan overgangstiden for de elektriske ladninger bestemmes og fluidets strømningshastighet kan således kalkuleres derfra. Imidlertid blir det i nevnte patentskrift innrømmet at den deri beskrevne oppfinnelse bare kan brukes for anvendelser hvor der godtas forholdsvis lav nøyaktighet og langsom reaksjon, f.eks. i tilfellet av en alarm eller sikkerhetsventil som blir påvirket som reaksjon på en stor endring i strømningshastighet. Med andre ord, fordi strømningsmåleren ifølge nevnte patentskrift frem-deles er basert på en statistisk fremgangsmåte, er den beheftet med de samme ulemper som tidligere omtalt for apparatet omtalt i U.S. Patentskrift 4.363.244.

Som et resultat av det ovenstående vil de strømningsmålere som er omtalt i U.S. Patentskrifter 4.363.244 og 3.813.939, generelt ikke være brukbare for industrielle prosessanvendelser. Der foreligger derfor et behov for en forbedret strømningsmåler som svar på den elektriske aktivitet som fremskaffes ved fluidum som beveger seg gjennom et rør.

Sammenfatning av oppfinnelsen '

De problemer og begrensninger som er nevnt i forbindelse med tidligere kjente strømningsmålere som benyttes for avføling av elektriske signaler fra fluider i bevegelse, blir løst ved den foreliggende oppfinnelse hvor et modulasjonselement periode-vis avleder (eller påvirker) en del av fluidumstrømmen til understrømmer. Det skal forståes at med uttrykket understrøm menes her en hvilken som helst perturbasjon av strømnings-profilen som ville ha forekommet dersom forstyrrelseselementet (eller påvirkningen) ifølge den foreliggende oppfinnelse ikke forelå. Modulasjonselementet er slik innrettet at det fremskaffer understrømmene ved en genereringsfrekvens som er proporsjonal med strømningshastigheten av fluidet i bevegelse. Under-strømmene induserer et elektrisk signal i en føler. Idet signalet har en distinkt og særegen frekvens som er lik den gene-rerte frekvens for understrømmene, vil signalet derfor være representativt for strømningshastigheten av fluidet i bevegelse. Dette arrangement tillater signaldetekterings- og behandlingskretsen å være enklere enn de tidligere omtalte kretser, fordi den karakteristiske frekvens for det elektriske signal ifølge den foreliggende oppfinnelse er lettere å detektere enn tilsvarende å beregne den gjennomsnittlige frekvens for et signal med en vid spektralfordeling.

Ved en foretrukken utførelsesform for oppfinnelsen blir et hvirvelspredende legeme plassert i fluidets strømningsbane for fremskaffelse av understrømmer i form av hvirvler. Føleren innbefatter to elektroder og en differensialforsterker med høy inngangsimpedans, som er forbundet med de to elektroder for avføling av den spenning som induseres deri ved den hvirvelspredende prosess. Det signal som fremskaffes ved forsterkeren, har en effektspektral densitet med en dominerende frekvenstopp som svarer til genereringsgraden av hvirvlene. Fordi forsterker-signalet er tilnærmet sinusformet med en frekvens lik hvirvel-spredningsfrekvensen, kan signalet brukes som et mål for fluidumstrømhastigheten.

Idet den kan defineres skarpt, blir frekvenstoppen lett detektert uten at man trenger å ty til bruken av statistiske metoder. Den foreliggende oppfinnelse egner seg derfor for de fleste industrielle prosessanvendelser, fordi den kan tildannes og reagere raskt og måle nøyaktig over et vidt område av strøm-ningshastigheter. Idet der ikke foreligger noen bevegelige deler, kan den foreliggende oppfinnelse også realiseres som meget solid for å motstå barske omgivelser. Dessuten kan elektrodene være passive, slik at der ikke behøves noen ekstern kraftkilde for drift av elektrodene eller induksjon av

strømningssignalet deri.

Andre sider og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå tydeligere fra lesningen av den følgende beskrivelse tatt i sammenheng med de vedføyde tegningsfigurer.

Kort omtale av tegningsfigurene

Figur 1A er et snitt gjennom en strømningsmåler tildannet i henhold til den foreliggende oppfinnelses lære, hvor føle-elektroder står i berøring med et fluidum som beveger seg gjennom et rør tildannet av et elektrisk isolerende materiale. Figur 1B viser strømningsmålere ifølge figur 1A innrettet for bruk med et rør tildannet av elektrisk ledende materiale. Figur 2 er et elektrisk skjema over behandlingskretsen for avføling av spenningssignaler. Figur 3 er et snitt gjennom en strømningsmåler tildannet i henhold til den foreliggende oppfinnelses lære, hvor elektrodene er av ikke-berøringstypen. Figur 4 er et elektrisk strømløpsskjema for behandlingskretsen for avføling av elektriske strømsignaler. Figur 5A viser en utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse hvor elektrodene er montert på et spredelegeme og plassert nedstrøms i forhold til det sted hvor hvirvler blir spredt. Figur 5B er enda en annen utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse, hvor elektrodene er montert på en oppstrømsfase på det hvirvelspredende legeme. Figur 6 viser en utførelsesform på den foreliggende oppfinnelse hvor føleren reagerer på det magnetfelt som fremskaffes av den elektriske strøm, som skyldes bevegelsen av fluidet. Figur 7 viser en annen utførelsesform på den foreliggende oppfinnelse, hvor føleren innbefatter en elektrisk ledende spole som er viklet rundt røret for avføling av det magnetiske felt som genereres av den elektriske strøm forårsaket av fluidets bevegelse. Figur 8 viser en utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse hvor der benyttes en eneste elektrode. Figur 9 viser en elektrisk krets som passer til erstatning av kretsen vist på figur 8.

En detaljert beskrivelse av foretrukne utførelsesformer

På figur 1A er der vist et snitt gjennom en strømningsmåler 10 tildannet i henhold til den foreliggende oppfinnelses lære. Et vanlig hvirvelspredende legeme 12 er montert (ved ikke viste organer) i et isolerende rør 14 gjennom hvilket der strømmer et fluidum i en retning som er vist ved en pil 16. Som kjent, vil fluidum når det passerer rundt en ikke-strømlinjet flate av en oppstrømsflate 18, vil de deler av fluidumstrømmen som befinner seg i nærheten av legemet 12, ikke kunne følge den skarpe kontur av flaten 18, og således bli separert fra legemet for dannelse av et skjær- eller forskyvningslag. Fordi skjærlaget har en stor hastighetsgradient i seg, vil det ha en iboende ustabilitet og derfor etter en viss strømningslengde bli brutt ned i vel-definerte hvirvler som også er kjent som Karman-hvirvler. Disse hvirvler er rotasjonsstrømningssoner som danner seg vekselvis på hver side av flaten 18. Det skal forståes at genereringsgraden (frekvens) av hvirvlene endrer seg i henhold til variasjoner i strømningshastigheten og av det bevegelige fluidum.

Et par elektroder 20, 22 av knapp-typen er montert på røret og strekker seg gjennom sideveggene av røret. Elektrodene har en knappformet flate for berøring med det bevegelige fluidum og mottar signaler som fremskaffes av hver hvirvel. Røret 14 er typisk tildannet av et elektrisk isolerende materiale. Imidlertid, slik det fremgår av figur 1B, må elektrodene 20 og 22, dersom røret 14 var tildannet av et elektrisk ledende materiale f.eks. metall, være isolert fra røret slik at de signaler som blir tatt opp av elektrodene ikke blir kortsluttet mot rør-veggene og derved går tapt. Følgelig vil der slik det fremgår av figur 1B, bli benyttet et par isolatorer 24, 26 for isolasjon av elektrodene henholdsvis 20, 22 fra røret 14.

Slik det fremgår av figur 1A, er der vist to elektriske ledninger 28, 30 som forbinder elektrodene henholdsvis 20 og 22 til inngangen til en signalbehandlingskrets 32, som vil bli omtalt mer detaljert i en etterfølgende del av den foreliggende beskrivelse. Det skal forstås at de ladninger som befinner seg i det bevegelige fluidum, foreligger også i hvirvlene. Bevegelsen av en hvilken som helst av de elektriske ladninger fremskaffer en endring i de tilhørende elektriske felt, slik at når hver hvirvel beveger seg med strømmen, vil en spenningsendring bli indusert i elektrodene. Fordi den frekvens som fremskaffes av hvirvlene, er proporsjonal med strømningshastigheten av det bevegelige fluidum, vil det spenningssignal som induseres i elektrodene 20, 22 ved hjelp av hvirvlene, ha en spesiell og distinkt frekvens som er den samme som genereringsfrekvensen for hvirvlene.

På figur 2 er der vist en krets 32A som egner seg for detektering av det spenningssignal som induseres i elektrodene 20, 22. De elektriske ledninger 28, 30 er hver for seg forbundet med en ikke-inverterende inngang (betegnet med symbolet +) til operasjonsforsterkere, henholdsvis 34 og 36. En kretsledning 35 forbinder den inverterende inngang (betegnet med symbolet -) til operasjonsforsterkeren 34 til dennes utgang. På lignende måte forbinder en kretsledning 37 den inverterende inngang til

operasjonsforsterkeren 36 til dennes utgangstrinn. De to operasjonsforsterkere tjener som høyimpedansbuffere. Utgangene fra disse to operasjonsforsterkere er forbundet med hver sin motstand, henholdsvis 38 og 40. De andre sider av disse to motstander er koblet til henholdsvis den ikke-inverterende og den inverterende inngang til en operasjonsforsterker 42, som tjener som en enhetsforsterker-differensialforsterker. En motstand 41 forbinder den inverterende inngang til operasjonsforsterkeren 42 til dennes utgangstrinn. Dette utgangstrinn er også forbundet med den ene ende av en motstand 47. Den annen ende av denne motstand er tilført den inverterende inngang til en operasjonsforsterker 44. En kondensator 48 forbinder den inverterende inngang til operasjonsforsterkeren 44 med dennes utgangstrinn. Den ikke-inverterende inngang til forsterkeren 44 er forbundet med jord 50. En motstand 39 forbinder utangen fra forsterkeren 44 til den ikke-inverterende inngang til forsterkeren 42.

Det skal forstås at forsterkeren 44, motstandene 39 og 47 og kondensatoren 48 alle danner en krets for eliminering av lavfrekvensstøy i det signal som fremkommer ved utgangen fra operasjonsforsterkeren 42. Som tidligere beskrevet, har det spenningssignal som induseres i elektrodene 20 og 22, en spesiell frekvens som er lik generingshastigheten av hvirvlene. Følgelig utgjør spenningssignalet et sinusformet vekselsignal som blir overført gjennom elektrodeledningene 28, 30 og til slutt fremkommer ved utgangen fra operasjonsforsterkeren 42 som et signal 53. Dette signal blir deretter tilført en komparator 52 som opererer med hysterese for fremskaffelse av firkantbølge-pulser 54. Det skal forstås at hver firkantbølgepuls svarer til en sinusformet puls av signalet 53. En teller som er forbundet for å motta firkantbølgesignalet 54, tjener til å telle antallet av pulser pr. tidsenhet for derved å måle frekvensen av signalet 54. Et tellesignal som fremskaffes av telleren 56 blir overført til en utgangsklemme 57 og representerer strømningshastigheten for det fluidum som beveger seg gjennom røret 14. Idet kompara-torkretsen 52 og telleren 56 utgjør kjente kretser, vil de ikke bli beskrevet i detalj her. Imidlertid kan man finne passende

kretser omtalt i en bok med titelen "The art of electronics"

..skrevet av P. Horowitz og W. Hill ( 1980 ).

Slik det fremgår av det ovenfor omtalte arrangement, er kretsen 32A enklere enn de som er omtalt i de to patentskrifter

som er omtalt i den innledende del av denne beskrivelse. Kretsen 32A krever ikke funksjoner for bestemmesle av kvadratrot og integrasjon av signaler for det formål å fremskaffe et signal som representerer strømningshastighet. Fordi den foreliggende oppfinnelse gir angivelse på bruken av frekvens for representa-sjon av strømningshastighet, kan den anvendes i forbindelse med digitale systemer.

Det skal gjøres oppmerksom på at kretsen 32A slik den er beskrevet ovenfor, egner seg for fluider som er ledende. Imidlertid, for anvendelser i forbindelse med ikke-ledende fluidum er bruken av motstander 58 og 59 for forbindelse med de elektriske ledere henholdsvis 28 og 30 foretrukket. Disse to motstander forbinder ledningen 28 og 30 til jord 50. Fordi strømsignalet som forekommer i de elektriske ledere 28 og 30 kan ha en uønsket d-c komponent, vil de to motstander 58 og 59 tillate en skjø(n?)ting av d-c-komponenten til jord for å unngå eventuelle uønskede virkninger på driften av kretsen 32A.

For de omstendigheter hvor en forhåndsbeskrevet d-c forspenning er ønsket, kan en slik forspenning (fra en spenningskilde ved 0) tilføres de respektive elektroder via mostander 61. Dette arrangement kan forbedre signalkvaliteten eller beskytte elektrodene fra elektrokjemisk angrep.

Figur 3 anskueliggjør en annen utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse hvor røret 14 er tildannet av elektrisk isolerende materiale, og et par elektroder 60, 62 er isolert fra enhver berøring med det bevegelige fluidum. Elektrodene er hver fortrinnsvis i form av et folie forbundet med utsiden av røret 14. Fordi dette arrangement ikke krever hull eller boringer og

blir uttatt gjennom røret 14, vil problemene med hensyn til avtetting av elektrodene og å forhindre fluidumlekkasje være eliminert. Dessuten vil bruken av ikke-berørende elektroder også innebære eliminasjon av problemer med elektrodekorrosjon, slitasje eller skade som kan skyldes fra anvendelser hvor fluidumet er høy-korrosivt og inneholder slipepartikler. Dette arrangemente fører også til at man unngår elektrodepolarisasjon, noe som typisk forekommer i tilfelle av berøringselektroder.

En krets som egner seg til bruk som signalbehandlingskrets 32 (vist på figur 3) er anskueliggjort på figur 4 som en krets

32 merket. Denne krets innbefatter operasjonsforsterkere 34 og 36 som blir benyttet som strømfølerforsterkere. De elektriske ledninger 28 og 30 er forbundet med de respektive inverterende - klemmer på visse forsterkere. Hver av de ikke-inverterende klemmer av disse forsterkere holdes på et fast potensial som enten er på jord 50 via en motstand R eller ved en ønsket forspenning fremskaffet av en spenningskilde VQ via motstand 63.^ De respektive utgangssignaler fra disse to forsterkere blir ført tilbake gjennom motstande 65 og 67 til de inverterende inn-ganger. Dette arrangement tillater disse forsterkere å bli brukt som strømfølende forsterkere. To tilbakekoblingselementer 68 og 69 er. forbundet i parallell med motstandene henholdsvis 65 og 67. Disse to tilbakekoblingselementer tjener som lavfrekvens-stabilisasjonskretser som er velkjente innen teknikkens stil-ling, for fjerning av uønskede lavfrekvenskomponenter i det signal som overføres gjennom de elektriske ledere 28 og 30.

De respektive utganger fra operasjonsforsterkerne 64 og 66 er forbundet med endene av mostander 70 og 73. De andre ender av disse motstander er forbundet henholdsvis med den ikke-inverterende og inverterende inngang til en operasjonsforsterker 72. En motstand 71 har den ene ende forbundet med jord 50 og den annen ende forbundet med den ikke-inverterende inngang til operasjonsforsterkeren 72. Utgangen fra denne forsterker er ført tilbake via motstanden 74 til den inverterende inngang til forsterkeren. Slik det fremgår av figur 4, vil utgangssignalet fra forsterkeren 72 være et strømsignal med sinusbølgeform 53. Signalet blir ført til en komparator 55 som virker på samme måte som komparatoren 52 (vist på figur 2), slik at utgangssignalet derfra utgjør et signal med firkantpulser 54. En teller 56 mottar firkantpulsene 54 og bestemmer frekvensen av disse ved telling av antall pulser som fremkommer i løpet av en forhånds-bestemt tidsperiode. Når det fremkommer på utgangsklemmen 57 vil utgangssignalet som er fremskaffet av telleren representere strømningshastigheten for det fluidum som beveger seg gjennom røret.

Det skal forstås at de elektroder som benyttes for avføling av det elektriske felt som fremskaffes av de elektriske ladninger i hvirvlene, ikke er begrenset til å være montert på røret. Følgelig, slik det fremgår av figur 5A, kan en elektrode 80 være montert på en side 82 av det hvirvelspredende legeme 12. En annen elektrode (ikke vist) er montert på en side 84 av legemet 12. Slik det fremgår er sidene 82, 82 plassert nedstrøms i forhold til flaten 18, hvor hvirvlene blir generert. Fordi legemet 12 typisk er. tildannet av metall, blir elektroden 80 isolert fra siden 82 ved hjelp av en isolator 86. En lignende isolator blir også benyttet for den annen elektrode montert på siden 84. Et par kanaler 88, 90 er uttatt i legemet 12 i den hensikt å tillate de to elektroder å bli forbundet med inngangen til signalbehandlingskretsen 32 via elektriske ledninger 92, 94.

På figur 5B er der vist et alternativt arrangement for elektrodene, idet et par elektroder 100, 102 er montert på flaten 18. Dersom legemet 12 er tildannet av et elektrisk ledende materiale, vil der også her være anordnet et par isolatorer 104, 106 for isolasjon av elektrodene fra legemet. Et par kanaler 108, 110 er uttatt i legemet 12 for å tillate ledningene 92, 94 å bli forbundet med hver sin elektrode. Det skal forstås at disse elektroder vil detektere et elektrisk felt, fordi hvirvler blir alternerende generert fra sidekantene 112, 114, slik at understrømmer som avledes derfra beveger seg alternerende (bakover og fremover) over flaten 18. Med andre ord vil den neste understrøm etter at en hvirvel er avgitt fra siden 92, bevege seg mot siden 94 for fremskaffelse av en hvirvel fra den side. Mønsteret for hvirvelfremskaffelse vil deretter repetere seg for fremskaffelse av to vaner (veier) av hvirvler. Figur 6 er et oppriss (dvs. et riss sett i retning mot opp-strømsflaten 18 av legemet 12) av enda en annen utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse. Legemet 12 er tildannet av magnetisk gjennomtrengelig materiale og utgjør en del av en transformatorkjerne 120 som er en magnetisk sløyfe med lav reluktans. Det fenomen som induserer det elektriske veksel-strømssignal i elektrodene 20, 22 vist på figur 1A, resulterer også i et magnetisk felt som alternerer med en frekvens lik genereringsfrekvensen for hvirvlene. De magnetiske feltlinjer blir ført gjennom en transformatørkjerne 120 og induserer en elektrisk strøm i en opptakskjerne 122. Elektriske ledninger 124 og 126 som er forbundet med opptaksspolen, fører den induserte strøm til inngangen til signalbehandlingskretsen 32. Kretsen 32 kan vær av den spenningsfølsomme type som anskueliggjort på figur 2, eller av strømfølertypen som vist på figur 4. Figur 7 viser et riss delvis i snitt av en annen utførel-sesform av den foreliggende oppfinenlse, hvor en spole 200 er anordnet rundt røret 14 for avføling av det alternerende magnetiske felt omtalt ovenfor. Dette arrangement eliminerer trans-formatorkjernen 120 på figur 6 og tillater spredelegemet 12 å være tildannet av materialer forskjellige fra magnetisk følsomme materialer.

Utførelsesformen for den foreliggende oppfinnelse er blitt bygget og testet under bruk av forskjellige bevegelige fluider. I forbindelse med et rør med 1 toms diameter som gjennom seg får ført vann (et ledende fluidum) kunne en strømningsmåler av den type som er vist på figur 1A med hell måle strømningshastigheter i området mellom 17,5 fps (fot pr sekund) og 1,0 fps. En annen større utførelsesform som ble brukt i forbindelse med et rør med 20 tommers diameter ga vellykkede målinger av vannstrømnings-hastigheter i området mellom 16,5 fps og 0,12 fps. I tillegg oppnådde man brukbare strømningshastighetssignaler ved

anvendelser hvor rørets Reynoldstall var ca 3000.

En strømningsmåler av den type som er vist på figur 3 ble brukt i forbindelse med et 4 toms rør med olje (en ikke-ledende væske) som ble ført derigjennom. Der ble oppnådd målinger av strømningshastigheter mellom 11,8 fps og 1,7 fps.

Der er også blitt laget utførelsesformer som ble brukt i forbindelse med måling av strømningshastigheter av damp. I forbindelse med et 2 tommers rør med våt damp (et to-fase fluidum) som ble ført derigjennom, målte en strømningsmåler av den type som er angitt på figur 1B strømningshastigheter i området mellom 35,5 kubikkfot pr minutt og 63,8 kubikkfot pr minutt. For det samme rør med tørr damp (et gassformet fluidum) målte denne strømningsmåler strømningshastigheter i området mellom 63,8 kubikkfot pr minutt og 467,4 kubikkfot pr minut.

Selv om flere foretrukne utførelsesformer er blitt omtalt ovenfor, skal det forstås at denne omtale bare tjener til belysning og at modifikasjoner er innlysende for fagfolk innen området. For eksempel kan den krets som er anskueliggjort på figur 2, bli benyttet med målelegemet og elektrodene vist på figur 3. Dessuten kan kretsen vist på figur 4 bli benyttet med et målelegeme og elektroder som vist på figurene 1A og 13.

Videre kan en eneste elektrode brukes for detektering av det elektriske vekselsignal som skriver seg fra den hvirvel-fremskaffende prosess. Et slikt arrangement er vist på figur 8. Elektroden 20 er forbundet med en krets 300 som utgjør kretsen 32 (vist på figur 2), modifisert til å motta et signal med en eneste ende. Figur 9 anskueliggjør en strømfølerkrets 300' som kan brukes i stedet for kretsen 300. Slik det fremgår, utgjør kretsen 300' den krets 32' (vist på figur 4) som er modifisert for mottagelse av signalet med en eneste ende.

Den foreliggende oppfinnelse er heller ikke begrenset til hvirvelspredende eller hvirvelavgivende legemer for fremskaffelse av modulerte understrømmer, fordi andre konstruksjoner kan egne seg, f.eks. et arrangement av skovler for fremskaffelse av understrømmer av svirretypen.

Som et resultat skal oppfinnelsen ikke være begrenset av de anskueliggjorte utførelsesformer, men bare ved omfanget av de vedføyde krav.

Claims (19)

1. Apparat til måling av strømningshastigheten av et bevegelig fluidum i forbindelse med et rør som fluidet beveger seg . gjennom, idet det bevegelige fluidet inneholder elektriske ladninger som strømmer sammen med fluidet, omfattende: modulasjonsorganer til periodisk å fremskaffe fluidumunderstrømmer med en genereringstakt som er proporsjonal med strømningshastigheten, og følerorganer til å reagere på de elektriske ladninger i hver av fluidumunderstrømmene og til derfra å fremskaffe et følersignal med frekvens svarende til genereringstakten for fluidumunderstrømmene.

2. Apparat som angitt i krav 1 karakterisert ved at modulasjonsorganene innbefatter et hvirvelspredende legeme anordet i strømmen av det bevegelige fluidum.

3. Apparat som angitt i krav 1 karakterisert ved at føleren innbefatter en elektrode som reagerer på det elektriske felt fra ladningene i hver av fluidumunderstrømmene for fremskaffelse av et elektrisk signal, og organer som reagerer på det elektriske signal for fremskaffelse av følersignalet.

4. Apparat som angitt i krav 3 karakterisert ved at det elektriske signal er et spenningssignal.

5. Apparat som angitt i krav 3 karakterisert ved at det elektriske signal er et strømsignal.

6. Apparat som angitt i krav 3 karakterisert ved at elektroden er i berøring med det bevegelige fluidum.

7. Apparat som angitt i krav 3 karakterisert ved at elektroden er isolert fra berøring med det bevegelige fluidum.

8. Apparat som angitt i krav 1 karakterisert ved at det bevegelige fluidum er ikke ledende.

9. Apparat som angitt i krav 3 karakterisert ved at elektroden er montert på en oppstrømsflate av det hvirvelspredende legeme.

10. Apparat som angitt i krav 3 karakterisert ved at elektroden er montert på en nedstrømsdel av det hvirvelspredende legeme.

11. Apparat som angitt i krav 3 karakterisert ved at røret er tildannet av elektrisk ledende materiale, og elektrodene er elektrisk isolert derfra.

12. Apparat som angitt i krav 3 karakterisert ved at røret er tildannet av et elektrisk isolerende materiale.

13. Apparat som angitt i krav 1 karakterisert ved at det bevegelige fluidum er elektrisk ledende.

14. Apparat som angitt i krav 1 karakterisert ved at fluidet er en væske.

15. Apparat som angitt i krav 1 karakterisert ved at fluidet er en gass.

16. Apparat som angitt i krav 1 karakterisert ved at fluidet har to faser.

17. Apparat som angitt i krav 1 karakterisert ved at følerorganet innbefatter organer som reagerer på et magnetisk felt, fremskaffet ved bevegelsen av de elektriske ladninger i hver av fluidumunderstrømmene.

18. Apparat som angitt i krav 17 karakterisert ved at modulasjonsorganet er plassert i en strøm av det bevegelige fluidum og er tildannet av magnetisk gjennomtrengelig materiale, idet følerorganene innbefatter en transformatorkjerne som er forbundet med modulasjonsorganene og en følerspole forbundet med kjernen for detektering av det magnetiske felt, samtidig som følerspolen reagerer for fremskaffelse av følersignalet.

19. Apparat som angitt i krav 17 karakterisert ved at følerorganet innbefatter en elektrisk ledende spole som er viklet rundt røret for å reagere på det magnetiske felt og for fremskaffelse av følersignalet.