SE515102C2 - Förfarande och anordning för mätning av en luftström - Google Patents

Description

faaan 51.5 102 2 Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare i samband med ett på ritningen visat utföringsexempel.

Fig 1 visar ett par typer av FMI (fullflödesmätinstrument). a) FMI 10 med avtagbar stos 15 som påsätts vid mätning av till-och frànluftsdon.Utan stos avsett för kanalmätning.

I detta fall visas ett propellermätinstrument som beskrivs nedan. b) FMI avsett enbart för mätning av till-och frànluftsflöden.

Fig 2 visar ett FMI i kanalarrangemang med lucka för att förenkla in - och uttagning av FMI.

Fig 3 visar ett längdsnitt av en grenkanal med frånluftsdon 27.

Fig 4 visar samma snitt som fig 3 med FMI anbringat.

Fig 5 visar FMI anbringat på ett frànluftsdon.

Fig 6 visar FMI anbringat på ett tilluftsdon.

Fig 7 visar i perspektiv olika typer av strypdon för användning vid förfarandet enl uppfinningen.

Fig 8 visar exempel på ett diagram som kan användas för bestämning av det opåverkade flödets storlek.

Mätinstrumentet 10 i fig la är exempelvis av den typ som innefattar en kammare i vilken är lagrad en rotor 11 av propellertyp som är anordnad att drivas av en genom kammaren passerande luftström så att rotorn roterar.

Det genom instrumentet passerande luftflödet står i proportion till rotorns varvtal.

För att mäta varvtalet är instrumentet 10 försett med ett rör 12 som axiellt ligger mitt för rotorns rotationsplan i vilket rör är införbart en varvtalsmätares sond 13 kopplad [ill en programmerbar avläsningsenhet 14.

Detta system kan på i och för sig känt sätt beröringslöst dvs utan mekanisk förbindelse avkänna rotorns varvtal genom induktiva eller optiska signaler.

Till varvtalsgivaren är kopplat ett avläsningsinstrument 14 för avläsning av varvtalet och därmed det genom FMI passerande flödet. Genom inprogrammering av data för sambandet mellan flöde och varvtal fås direktvisning av flödet i tex m3/h. snusa c OQOIQO nn 0 c ø o 0010 3 515 102 .

En förutsättning för att kunna mäta med ovan beskrivna rotormetod i tilluftsdon och kanal- där luften ofta anströmar mot FMI med turbulens - är att luften når propellern utan rotation,turbulens eller i sned riktning.

Detta àstadkommes av en i instrumentet före och nära framför rotorn i strömningsriktningen placerad luftriktarenhet som uppfyller hela kammarens tvärsnitt.

Luftriktaren 16 innefattar ett flertal små rörfonmiga raka passager som förlöper i kammarens längdriktning vilket åstadkomes genom att luftriktaren är sammansatt av parallella tunna skikt som är omväxlande plana och veckade och först förenas med varandra till en enkelwell och därefter lindas spiralformigt till en skiva med den önskade diametern.

Genom att luftriktaren 16 fyller ut tvärsnittet före rotorn erhålles över hela tvärsnittet en från rotation,turbulens och snedriktning befriad luftström.

Storleken av hålen och luftriktarens djup i strömningsriktningen har avpassats så att man skall få bästa möjliga styrning av luftströmmen utan att få höga tryckfall vid de i praktiken förekomande luftflödena.

En löstagbar inloppsdysa 21 används för att få bästa inströmning. Strypdonet 20 kan enkelt anbringas pá FMI som framgår av fig 5 och 6. I fallet med frånluft borttages först inloppsdysan 21.

Fig l b visar ett EMI avsett enbart för mätning av till -och frànluftsdons flöden.

För delar som har samma funktion som i fig l a har använts samma beteckning med tillägg av "b".

I fig 2 visas FMI 10 insatt i en kanal 18.

Kanalen förses med en lucka för enkel insättning och uttagning av instrumentet.

Vid mätning med det i figurerna 1 och 2 visade FMI krävs som beskrivits inledningsvis en korrektionsberäkning som tar hänsyn till instrumentets strömningsmotstànd.

Enligt uppfinningen förfar man så att flödet först mäts med FMI på vanligt sätt.Därefter görs en ny mätning vid vilken man avsiktligt har ökat instrumentets eget strömningsmotsånd genom att påkoppla ett strypdon som dock ej försämrar strömningen i FMI.

Med kännedom om sambandet mellan tryckfall och flöde med och utan strypdonet kan man nu räkna fram det flöde som gäller utan instrumentet dvs det opåverkade flödet. 515 102 Denna beräkning sker på följande sätt: Som bekant gäller: Qâßp = konst där Q är flödet ochA p är tryckfallet.

I det aktuella fallet gäller följande symboler: (Fet stil betecknar okända storheter.) Q = det opåverkade flödet dvs flödet utan FMI Qm = avläst flöde med FMI Q1 = avläst flöde vid mätning med FMI utan strypdon Q2 = avläst flöde vid mätning med FMI med strypdon ßps = tryck i don inkl kanaldel utan FMI Apsm = tryck i don inkl kanaldel med FMI App = tryckfall i FMI tryckfall i FMI då flödet Ql avläses tryckfall i FMI då flödet Q2 avläses Ap2 Följande samband gäller: Apsm =APS -App ._ 7- 2 7- Nu galler Q /APS = Qm /APSm = Q HAPSN Hipp) ømstäiles till QVAp = Qm Aps = QVmps - App) Härur fås Q = QrrAÛPS/(APS -Apm Qn/Aps /usps - Apl) QzVAps,«Aps-Ap2> Mätning 1 ger: Q Mätning 2 ger: Q I mätning 1 ingår 2 obekanta i en ekvation och man kan inte bestäma Q.

Med hjälp av mätning 2 fås en ekvation till med samma två obekanta vilket medger lösning av ekvationen.

Man får då Med Q1/Q2 = k ; ( k är > 1 ) fås Ä Q = Q1 < låApz /Apl - 1) / kzwpz /Apl -1> MedApZ/Apl = n ; (n är > 1 ) fås Q = Q1 (ka-an -1> / kQ-(n-l) 5 s1s 1o2 Man kan nu utan kännedom omß ps beräkna det opåverkade flödet genom de två flödesbestämningarna vid olika tryckfall samt med kännedom om FMIs tryckfall vid de olika mätningarna.

På ritningen har i figurerna 3 och 4 angivits de symboler som ingår i ovanstående ekvationer.

I praktiken inmatas först de två avlästa värdena på flödet (Ql och Q2) i en räknedosa med ovanstående ekvation inprogrammerad Därefter inmatas kvoten n dvs relationen mellan tryckfallet i FMI ensamt (API) vid den fö sta flödesmätningen och tryckfallet i FMI med påsatt strypdon ( p2) vid den andra flödesmätningen.

Så erhålls direkt det opåverkade flödets storlek.

Alternativt kan man använda ett diagram med Ql/Q2 på ena axeln och Q/Q1 på den andra och med linjer för olika värden på n.

Man erhåller då ett värde på kvoten Q/Ql som multipliceras med värdet på det avlästa värdet på Ql vilket ger det sökta värdet på det opåverkade flödet Q.

Innan leverans mäts tryckfallen i FMI enbart resp FMI med strypdon som funktion av flödet.

Härur kan kvoten n för det individuella FMI beräknas.Värdet anges på strypdonet och i instruktionerna.

Kvoten n används vid normala krav inom hela FMIs flödesområde.

Skulle man önska stor precision kan man hämta värden för tryckfallet vid det aktuella flödet ur ett diagram för sambandet mellan flöde och tryckfall för FMI resp FMI med strypdon.

Ur teoretisk synpunkt spelar valet av motstånd i strypdonet och dämed valet av n ingen roll men om man väljer ett motstånd som ger lågt n så blir skillnaden mellan Ql och Q2 liten och det försämrar noggranheten.

I praktiken bör man välja motståndet så att n ligger på ca 2.

Då strypdonet är av sama typ som luftriktaren 16 bestämmer man motståndet i strypdonet genom val av hàlstorlek och djup.

I fallet med hålskiva och galler bestäms motståndet av den öppna areans storlek.

Som nämnts måste man vid mätning enl fullfödesmetoden orsaka så litet motstånd som möjligt för att inte resultatet skall påverkas för mycket av tryckfallet i instrumentet förutsatt att man inte vill använda den omständliga metoden att mäta trycket i kanalen och korrigera värdet.

Vid användning av den beskrivna metoden spelar tryckfallet över instrumentet ingen roll och man kan därför utvidga ett givet instruments övre mätområde avsevärt .

Detta är en inte oväsentlig fördel med den beskrivna uppfinningen. han n 515 102 Figurerna 5 och 6 visar FMI 10 med strypdon 20 vid mätning på frànlufts resp tilluftsdon.

Det spelar ingen roll om strypdonet placeras före eller efter FMI i strömningsriktningen.

Strypdonet kan således appliceras på valfri sida om FMI även vid kanalmätning.

Fig 7 a -7 c visar olika typer av strypdon som kan användas vid förfarandet enl uppfinningen .

Donet 22 i fig 7 a är av samma typ som FMIs 10 luftriktare 16 med fördelningskanaler förlöpande i donets 22 längdriktning.

Donet 24 enl fig 7 b består av en hålskiva medan donet 26 i fig 7c består av en gallerskiva.

Strypdonet 22,24 eller 26 kan med någon form av snabbinfästning sättas in i FMI 10 enl fig 5 eller 6 för att utföra den andra mätningen som beskrivits ovan. vid inbyggt FMI enl fig 2 kan strypdonet 22,24 eller 26 införas i kanalen 18 genom en lucka eller liknande intill eller tillsammans med FMI.

På instrument som redan har en luftriktare kan man antingen öka instrumentets tryckfall genom att utbyta den existerande luftriktaren mot en med högre tryckfall och /eller förkoppla ytterligare luftriktare.

Claims (10)

515 102 7 PATENTKRAV

1. ) Förfarande för mätning av en luftström med ett mätinstrument innefattande en strömningskammare för gasen samt en i strömningskammaren belägen mätkropp vilken är anordnad att mäta den genom kammaren passerande luftmängden, kännetecknad av, att luftströmmen först mäts med instrumentet på vanligt sätt, att man därefter gör en mätning vid vilken instrumentets eget strömningsmotstånd avsiktligt har ökats genom tillkoppling före eller efter strömningskammaren av ett strypdon eller en tryckfallsskapare, vilken fyller ut strömningskammarens tvärsnitt före mätinstrumentet utan att ändra luftströmmens riktning eller strömning genom strömningskammaren och med vilken luftströmmen i instrumentet sålunda förblir opåverkad, samt att de två mätningarna används för att räkna fram det flöde som gäller utan mätinstrument, dvs luftströmmens av instrumentet opåverkade flöde.

2. ) Förfarande enligt patentkrav l, kännetecknat av att strömningsmotstàndet ökas genom utbyte av ett i instrumentet befintligt strypdon mot ett med högre tryckfall.

3. ) Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat av att värdena från de båda mätningarna inmatas i en räknedosa i vilken inprogrammerats en ekvation för framräkning av det opåverkade flödet.

4. ) Förfarande enligt patentkravet 2 eller 3, kännetecknat av att värdena från de båda mätningarna avsätts i ett diagram från vilket det opåverkade flödet kan avläsas.

5. ) Förfarande enligt patentkravet 3, kännetecknat av att ekvationen har formeln: o = on/íf-n -1> / lån-l) Dar _ Q = det opåverkade flödet dvs flödet utan FMI(fullflödesmätinstr) Ql = avläst flöde vid mätning med FMI utan strypdo Q2 = avläst flöde vid mätning med FMI med strypdon Apl = tryckfall i EMI då flödet Ql avläses , Ap2 = tryckfall i FMI då flödet Q2 avläsas- u 01/92 = k ' Ap2ÅAPl = n

6. ) Anordning för genomförande av förfarandet enligt något av patentkraven 1-5 för att mäta en luftström, med ett mätinstrument (10) innefattande en strömningskammare, en i kammaren belägen mätkropp anordnad att mäta den genom g 515 102 kammaren passerande luftmängden samt ett i denna anordnat utjämnings- eller fördelningsorgan (16) för att åstadkomma en virvelfri luftström till mätkroppen kännetecknad av ett före utjämningsorganet (16) eller i utbyte mot detta inkopplingsbart strypdon eller tryckfallsskapare (20) som ökar strömningsmotstándet genom mätinstrumentet, och som fyller ut strömningskammarens tvärsnitt före mätinstrumentet utan att ändra luftströmmens riktning genom strömningskammaren, så att strömningen i mätkroppen inte försämras.

7. ) Anordning enligt patentkravet 6, kännetecknad av att mätinstrumentet är ett fullflödesinstrument i vilket hela luftströmmen som skall mätas passerar genom instrumentets strömningskammare.

8. ) Anordning enligt patentkravet 6, kännetecknad av att strypdonet eller tryckfallsskaparen har formen av en kropp (22) med ett stort antal små rörformiga raka kanaler.

9. ) Anordning enligt patentkravet 6, kännetecknad av att strypdonet eller tryckfallsskaparen har formen av en hàlskiva (24).

10. ) Anordning enligt patentkravet 6, kännetecknad av att strypdonet eller tryckfallsskaparen har formen av ett trådgaller (26) eller liknande.