DE2163045B2 - - Google Patents

Description

des Meßbereiches angebracht werden, so daß die übrigen Messungen dadurch nicht beeinträchtigt werden. Außerdem kann bei dieser Ausführung ein langes Leitrohr angeordnet werden, so daß die Wärmeableitung zu verhältnismäßig kälteren Teilen der Kombinationssonde unterbunden wird. Dadurch werden die Meßergebnisse des Temperaturfühlers verbessert.

Die mit dieser Kombinationssonde erzielte hohe Genauigkeit der Meßwerte machen diese besonders auch zur unmittelbaren Weiterverwendung bei der elektronischen Datenverarbeitung geeignet.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Kombinationssonde,

F i g. 2 eine Seitenansicht eines Teiles der Sonde in vergrößertem Maßstab, teilweise im Schnitt,

F i g. 3 eine Ansicht der Sonde in Richtung A der F i g. 2 und

F i g. 4 einen Schnitt durch die Sonde nach Linie IV-IV der F ig. 2.

Die dargestellte Kombinationssonde dient 7um gleichzeitigen Messen des Gesamtdruckes, des statischen Druckes, der Strömungsrichtung und der Temperatur von Gasen. Die Kombinationssonde besteht im wesentlichen aus einem Sondenkopf 11, einem Sondenschaft 12 und einem Anschlußstück 13, auf das ein elektrisches Kabel 14 und vier Schlauchleitungen 15 aufgesteckt sind, die zu nicht dargestellten Meßgeräten führen. Die Strömungsrichtung der Gase ist in F i g. 1 mit einem Pfeil angedeutet.

Der Sondenkopf 11 hat die Gestalt eines abgestumpften Keiles mit einer der Strömung zugewandten Stirnfläche 16, zwei schrägen Seitenflächen 17 und 18, die miteinander einen Winkel von etwa 25
bilden und zwei parallelen Seitenflächen 19 und 20. An der Oberseite 21 des Sondenkopfes 11 ist ein Rohrbündel 22 befestigt, dessen Rohre 23 bis 26 vom Sondenschaft 12 aufgenommen werden und in diesem zum Anschlußstück 13 geführt sind. An der Oberseite 21 des Sondenkopfes 11 befindet sich weiter ein Temperaturfühler 27, von dem ein Rohr 28 ebenfalls durch den Sondenschaft 12 zum Anschlußstück 13 führt.

In der Stirnfläche 16 des Sondenkopfes 11 ist ein kurzes Rohrstück 29 eingesetzt, das durch einen Kanal 30 im Inneren des Sondenkopf es 11 mit dem Rohr 23 verbunden ist. Eine Querbohrung 31 im Sondenkopf 11 bildet an den beiden schrägen Seitenflächen 17 und 18 jeweils eine Öffnung 32 bzw. 33. Die Querbohrung 31 ist durch eir.en Kanal 34 mit dem Rohr 24 verbunden. Von jeder der beiden Seitenkanten 35 und 36, die von der Stirnfläche 16 und der schrägen Seitenfläche 17 bzw. 18 gebildet werden, geht eine zum Rohrstück 29 parallele Bohrung 37 bzw. 38 aus, die jeweils eine im wesentlichen seitliche öffnung 39 bildet Die Bohrung 37 bzw. 38 ist jeweils durch einen Kanal 40 mit dem Rohr 25 bzw. 26 verbunden. Das Rohrstück 29 dient zum Messen des Gesamtdruckes, während mit den Öffnungen 32 und 33 der statische Druck ermittelt wird. Die Öffnungen 39 der Bohrungen 37 und 38 werden zum Bestimmen der Strömungsrichtung benützt. Dazu

ίο wird die Sonde so lange um ihre Achse gedreht, bis die an den seitlichen öffnungen 39 der Bohrungen 37 und 38 herrschenden Drücke, die sich bei einer schrägen Anströmung des Sondenkopfes 11 voneinander unterscheiden, den gleichen Wert annehmen.

Trifft dies zu, so liegt die Längsachse des Sondenkopfes 11 genau in der Strömungsrichtung.

Der Temperaturfühler 27 besteht aus einem Thermoelement 41, das in einem Leitrohr 42 angeordnet ist. Das Thermoelement 41 weist eine kugelförmige Verbindungsstelle 43 auf, von der zwei Leitungen 44 und 45 durch das Rohr 28 zum Anschlußstück 13 geführt sind. Das Leitrohr 42 ist mit einer Querwand 46 an der Oberseite 21 des Sondenkopfes 11 parallel zum Rohrbündel 22 befestigt. Es umgibt neben der kugelförmigen Verbindungsstelle 43 des Thermoelementes 41 auch den ersten Teil des Rohres 28, so daß ein Ringkanal 47 entsteht, der durch eine Ringwand 48 abgeschlossen ist. Das Leitrohr 42 hat im Bereich der kugelförmigen Verbindungsstelle 43 des Thermoelementes 41 eine Eintrittsöffnung 49, deren Durchmesser kleiner als derjenige des Leitrohres 42 ist und im Bereich seiner Ringwand 48 zwei diametral angeordnete Austrittsöffnungen 50 und 51. Die Eintrittsöffnung 49 liegt im wesentlichen in der Ebene der Öffnung 52 des Rohrstückes 29, das der Bestimmung des Gesamtdruckes dient. Die Austrittsöffnungen 50 und 51 sind an Stellen geringen statischen Druckes angeordnet und erleichtern dadurch die Durchströmung des Ringkanals 47. Die heißen Gase, deren Temperatur gemessen wird, gelangen durch die Eintrittsöffnung 49 in das Leitrohr 42. Infolge des Durchmesserverhältnisses zwischen der Eintrittsöffnung 49 und dem Leitrohr 42 umströmen die heißen Gase die kugelförmige Verbindungsstelle 43 des Thermoelementes 41 mit verringerter Geschwindigkeit und heizen diese auf. Im weiteren Verlauf werden die heißen Gase durch den Ringkanal 47 entlang dem Rohr 28, das die Leitungen 44 und 45 des Thermoelementes 41 enthält, geführt und erhitzen diese auf die Gastemperatur, so daß das Temperaturgefälle im Bereich des Temperaturfühlers 27 klein gehalten wird. Die Wärmeableitung von der kugelförmigen Verbindungsstelle 43 zu Teilen der Sonde mit weniger hohen Temperaturen ist daher sehr gering, so daß man bei der Temperaturmessung sehr genaue Meßwerte erhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

einer geringen Schräganströmung zu größeren Feh-Patentansprüche: lern. Auch kann sich bei der Ermittlung des statischen Druckes beim überschreiten eines bestimmten

1. Kombinationssonde zum Messen von Kenn- Druckverhältnisses ein unerwünschter Vorzeichengrößen strömender Medien, deren Sondenkopf 5 wechsel der Meßabweichungen einstellen.

die Gestalt eines abgestumpften Keiles aufweist, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese an dessen Stirnfläche ein Rohrstück zum Bestim- Mangel zu beheben und die Meßgenauigkeit derartimen des Gesamtdruckes, an dessen schrägen Sei- ger Sonden zu verbessern. Dies geschieht erfindungstenflächen Öffnungen zum Bestimmen der Strö- gemäß dadurch, daß die schrägen Seitenflächen mitmungsrichtung sowie des statischen Druckes und io einander einen Winkel zwischen zwanzig und dreißig an dem ein Leitrohr, in das ein Temperaturfühler Grad bilden und daß von jeder der beiden, von den ragt, angeordnet sind, dadurch gekenn- Seitenflächen und der Stirnfläche gebildeten Kanten zeichnet, daß die schrägen Seitenflächen (17 ein zum Rohrstück paralleler Kanal ausgeht, der je- und 18) miteinander eineu Winkel zwischen weils eine Öffnung für die Bestimmung der Strözwanzig und dreißig Grad bilden und daß von je- 15 mungsrichtung bildet, und daß ferner diese Seitenfiäder der beiden, von den Seitenflächen (17 und chen von einer Querbohrung, die der Bestimmung 18) und der Stirnfläche (16) gebildeten Kanten des statischen Druckes dient, durchsetzt sind.
(35 bzw. 36) ein zum Rohrstück (29) paralleler Bei der erfindungsgemäßen Gestalt des Sonden-Kanal (37 bzw. 38) ausgeht, der jeweils eine Öff- kopfes sind neben den schrägen Seitenflächen die genung (39) für die Bestimmung der Strömungs- 20 sonderten Öffnungen für die Bestimmung der Strörichtung bildet, und daß ferner diese Seitenflächen mungsrichtung und des stationären Druckes jeweils (17 und 18) von einer Querbohrung (31), die der auf die günstigste Art angeordnet, wodurch die Meß-Bestimmung des statischen Druckes dient, durch- genauigkeit der Kombinationssonde wesentlich versetzt sind. bessert ist. Die verhältnismäßig große Längserstrek-

2. Kombinationssonde nach Anspruch 1 mit 25 kung der öffnungen für die Bestimmung der Stroeinem rechtwinklig an der Oberseite des Sonden- mungsrichtung an den schrägen Seitenflächen des kopfes befestigten Rohrbündel, das zu einem An- Sondenkopfes führen zu einer hohen Empfindlichkeit schlußstück für die Meßgeräte führt, dadurch ge- gegenüber Schräganströmungen. Demgegenüber ist kennzeichnet, daß das Leitrohr (42) des Tempe- die Querbohrung, die die Öffnungen zum Messen des raturfühlers (27) parallel zum Rohrbündel (22) 30 statischen Druckes bildet, weitgehend unempfindlich so angeordnet ist, daß eine abschließende Quer- gegenüber Schräganströmungen des Sondenkopfes. wand (46) des Leitrohres (42) an der Oberseite Dies gilt sowohl für Schräganströmungen in Ebenen (21) des Sondenkopfes (11) anliegt und eine im senkrecht zur Sondenachse als auch für solche in der wesentlichen in der Ebene der öffnung (52) des Längsmittelebene des Sondenkopfes. Auch bleiben Rohrstückes (29) liegende Eintrittsöffnung (49) 35 die Meßwerte des statischen Druckes über einen weiim Bereich der knapp oberhalb des Sondenkopfes ten Druckbereich so gut wie konstant. Der verhält-(11) angeordneten Meßstelle (43) angebracht ist. nismäßig kleine Winkel, den die schrägen Seitenflächen der Kombinationssonde miteinander bilden, trägt dabei wesentlich zur genauen Ermittlung der

40 Strömungsrichtung und des statischen Druckes bei.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung für eine Kombinationssonde mit einem recht-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kombinations- winklig an der Oberseite des Sondenkopfes befestig-

sonde zum Messen von Kenngrößen strömender Me- ten Rohrbündel, das zu einem Anschlußstück für die

dien, deren Sondenkopf die Gestalt eines abge- 45 Meßgeräte führt, ist das. Leitrohr des Temperaturfüh-

stumpften Keiles aufweist, an dessen Stirnfläche ein lers parallel zum Rohrbündel so angeordnet, daß

Rohrstück zum Bestimmen des Gesamtdruckes, an eine abschließende Querwand des Leitrohres an der

dessen schrägen Seitenflächen Öffnungen zum Be- Oberseite des Sondenkopfes anliegt und eine im we-

stimmen der Strömungsrichtung sowie des statischen sentlichen in der Ebene der Öffnung des Rohrstückes

Druckes und an dem ein Leitrohr, in das ein Tempe- 50 liegende Eintrittsöffnung im Bereich der knapp ober-

raturfühler ragt, angeordnet sind. halb des Sondenkopfes angeordneten Meßstelle ange-

Bei einer bekannten derartigen Kombinations- bracht ist.

sonde ist an jeder der beiden schrägen Seitenflächen, Diese Anordnung des Leitrohres des Temperatur-

die miteinander einen Winkel von sechzig Grad bil- fühlers bringt weitere Vorteile mit sich. Da das Leit-

den, eine öffnung angebracht (Zeitschrift »Instru- 55 rohr an der Oberseite des Sondenkopfes befestigt ist,

ments and Control Systems«, Januar 1970, S. 108 bis wird die Strömung entlang den schrägen Seitenflä-

111). Die öffnungen werden durch senkrecht zur je- chen, an denen sich weitere Meßöffnungen befinden,

weiligen Seitenfläche ins Innere des Sondenkopfes nicht beeinträchtigt. Dadurch werden gegenüber der

führende Bohrungen gebildet und dienen der gleich- bekannten Ausführung, bei der das Leitrohr an der

zeitigen Bestimmung der Strömungsrichtung und des 60 Stirnfläche angeordnet ist, die Meßergebnisse für den

statischen Druckes. Die Verwendung der gleichen statischen Druck und die Strömungsrichtung verbes-

Öffnungen zur Bestimmung verschiedener Kenngrö- sert. Während bei der bekannten Ausführung die

ßen einer Strömung beeinträchtigt jedoch die Meßge- Austrittsöffnungen am Leitrohr unmittelbar vor den

nauigkeit der einzelnen Meßwerte. So führen bei- schrägen Seitenflächen liegen und dadurch deren

spielsweise Bohrungen, die zur Erzeugung eines für 05 Umströmung im Bereich weiterer Meßöffnungen

die Richtungsbestimmung notwendigen Druckgefäl- durch Wirbelbildung stören, können bei der erfin-

les schräg gegen die Strömung geneigt sind, beim zu- dungsgemäßen Anordnung des Leitrohres parallel

sätzlichen Messen des statischen Druckes schon bei zum Rohrbündel die Austrittsöffnungen außerhalb