DE2231605A1

DE2231605A1 - Durchflussmesser

Info

Publication number: DE2231605A1
Application number: DE19722231605
Authority: DE
Inventors: John Grant; John Russell Tippetts
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1971-06-28
Filing date: 1972-06-28
Publication date: 1973-01-11
Also published as: FR2143818B1; DE7224101U; GB1363762A; FR2143818A1; JPS5512966B1; DE2231605C2

Description

Kölnίθ<5$>31, Essen 20362 Bankkonten:

'^B<tnl" ^{Sfrä6e 22}' »^Töb.rhause,, (RhId.)

71 034 Hi/h« 26 6 1972

tJnltfd Kingdöffl Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street,

^A London S.W.1,England

fÜtf diisi Äniiieldung wird die Priorität aus der "britischen fat§ntaameldung Nr.'30246/71 vom 28* Juni 1971 beansprucht

purchflußmesger

Die Erfindung bezieht oich auf Durchflußmesser für itrömungBfähige Medien, nachfolgend als Fluid-Durchflußffliööir bezeichnet.

Es sind Durchflußmesser bekannt, die auf der Wirkungs-Wiisi eines Pluid«0s2illators /fluidic oscillator/ basieren, d*h» eines bistabilen Wandbefestigungs-Pluidverstärkere ^έιΐΐ attaöhraent fluid amplifier/, der eine Haupteinlaßdüse, zwei tfluid-Ausgangskanäle sowie Steuerkanäle aufweist, die so angeordnet sind, daß der Fluiddruck durch dieselben ausgeübt werden kann, um dan Pluidium bzw. Strömungsmittel, das vom Hauptein^ang herkommt, in beide Pluid-Ausgangskanäle zu 1"itsn. Derartige Pluid-Oszillatoren werden nachstehend als Pluid^Oezillatoren bekannter Ausführung bezeichnet. Die Schwingung de« Pluidiums zwischen den Ausgangskariälen ist abhängig von der Durchflußmenge bzw. Durchflußgeschwindigkeit des Fluidiumrs durch die Düse, und durch die Meßung der Schwingung»frequenz kann die Strömungsgeschwindigkeit bzw.

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Durchflußmenge ermittelt werden. Bei einer Ausführungsform des Meßgerätes wird die Schwingung durch eine Querverbindung zwischen den gesteuerten Kanälen erzeugt. Bei einer weiteren Ausführungsform des Meßgerätes wird die Schwingung durch eine Rückkopplung bzw. Rückführung /feedback/ von den Fluid-Ausgangskanälen induziert.

Der erfindungsgemäße Durchflußmesser weist einen Fluid-Osaillator der vorstehend beschriebenen Gattung auf, der mit Einrichtungen zur Moßung der Schwingungsfrequenz verschen ist und Jteuerkanale aufweist, deren Breite größer ist als die Öffnung, die die Haupteingangsdüse bildet.

Die Vergrößerung der Breite der Steuerkanäle relativ zu tier Breite dor Haupt<iinlaßdüse steht im Gegensatz zur gegenwärtigen Praxis. Man hat jedoch festgestellt, daß eine derartige Vergrößerung dun linearen Bereich verbessert, über den der Fluiddruck-Verlust annehmbar niedrig ist. Unter dem linearen Bereich uinos Fluid~Durchflußmesseife wird dor Bereich der Durchflußmengen bzw. Durchflußgeschwindigkoiten verstanden, über den die Volum^n-Durehflußmengo und die ochwingungsfrequenz linear proportional sind. Dieser Bereich ist normalerweise begrenzt, und es stallt im allgemeinen einen Vorteil dar, diesen Bereich auszudehnen, da über diesen Bereich der Durchflußmesser die wirkliche Volumon-Durchflußmenge mißt, ohnu Rücksicht auf Änderungen in el·^r Dichte der Fluidströmung. Deshalb wird die Genauigk it des, Durchflußmessers verbessert. Dcsweiteron wird durch die Erfindung der lineare Boreich nach unten ausgedehnt, so daß niedrige Durchflußgeschwindigkeiten bzw· Durehflußrrk-ngun mit geringen Druckverlusten gemessen werden können und dushalb können auch hohe Durchflußgeschwindigkeitun bzw. Durchflußmengen ohne übermäßig hohe , Druckverluste gemessen werden.

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Ein Durchflußmesser, bei dem die Breite jedes Steuerkanals wenigstens doppelt so groß: ist wie die Breite der Öffnung, die die Haupteinlaßdüse des Oszillators bildet, hat die auffallendste Verbesserung erzielt, aber es werden auch Verbesserungen mit kleineren Verhältnissen offenbar. Eine obere Grenze ist nicht gefunden worden. Die Vergrößerung in der Breite der Steuerkanäle ist jedoch durch die Lage der Befestigungs-Stromlinie /attachment streamline/ begrenzt, die ein charakteristisches Konstruktionsmerkmal eines besonderen Durchflußmessers darstellt.

Ein Fluid-Durchflußmesser, bei dem die Erfindung angewendet werden kann, wird nunmehr anhand der ihn beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen

Fig. 1. einen schematischen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Durchflußmessers,

Pig* 2 einen schematischen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1, während die

Fign. 3 bis 5 Diagramme darstellen.

Die Zeichnungen zeigen einen Fluid-Oszillator, der eine Einlaßdüse 1, Steuerkanäle 2,3, Auslaßkanäle 4,5 und einen Verteiler 6 aufweist. Die Steuerkanäle 2,3 sind miteinander durch eine geschlossene Leitungsschleife 7 /closed loop/ verbunden. Im allgemeinen kann festgestellt werden, daß je kürzer die Leitungsschleife 7 ist, desto besser ist die Meßgenauigkeit, da Frequenz und Linearität in dem Maße abnehmen, wie die Loitungsschleife verlängert wird. Jedoch hat die Anbringung von scharfen Biegungen oder anderer Hindernisse in der Leitungsschleife einen entgegengesetzten Effekt. Ein Schlitz 8, der sich zwischen den Auslaßkanälen 4,5 erstreckt, enthält cino Differenzdruck-Meßeinrichtung 9» die Verbindungen

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mit einem nicht dargestellten Frequenzmesser aufweist, der in V/erten der Durchflußmenge geeicht ist. Stromabwärts von der Meßeinrichtung 9 sind Verengungen 10 in den Auslaßkanälen 4,5 angebracht. Die Breiten der Steuerkanäle 2,3 sind derart, daß sie zweimal so groß sind wie die Breite y/ der ^inlaßdüse 1. Die Höhe H der Kanäle 2,3 und der Düse 1 ist die gleiche.

Bei einer ersten abgeänderten Ausführungsform sind die Verengungen 10 durch scharfe Biegungen in den Auslaßkanälen 4,5 ersetzt, die den Vorteil mit sich bringen können, daß die Gesamtlänge des Heßgerätes, besonders für breite Meßgeräte, reduziert wird. Bei einer derartigen Ausführungsform des Meßgerätes kann die Druckmeßeinrichtung 9 an den Biegungen angeordnet sein. Bei einer zweiten abgeänderten Ausführungsform ist die geschlossene Leitungsschlcife 7 durch Rückkopplungs- bzw. Rückführungs-Leitungsschleifen /feed back loops/ ersetzt, die sich von den Steuerkanälen 2,3 jeweils bis zu den Ausgangskanälen 5,4 erstrecken, und zwar stromaufwärts von den Verengungen 10. Die Meßeinrichtung 9 ist zwischen den Kanälen 2,3 und den Verengungen 10 wie bei den vorherigen Ausführungen angeordnet.

Der Verteiler 6 /splitter/ kann bei jeder dieser Ausführungsformen weggelassen werden.

Die verbesserten Ergebnisse, die mit c-inem Durchflußmesser erzielt werden, bei dem die Erfindung eingesetzt worden ist, werden durch,die Diagramme 3 bis 5 veranschaulicht. Fig. 3 zeigt die Leistung eines Durchflußmennern mit einem Brt it<"-nvurhh'ltnis von 1 : Λ für die Steuorkanäle und die ΥΛ nlaßdüse. D: ι; F;ign. i\ und 5 seifen die Leistung d·. c, gleichen Durchflußim:G,'n.'rf" iiü i dorn Bn. j 1 i.-nverhaltni ο , dap ,j-wc ils auf \,'j : 1 und 2 : 1 rhtiht lot.

BAD ORK3INAL 2098 8 2/0800

Der Meßwert /intercept/ auf der Strömungssachse ist ein Maß für die Genauigkeit der Vorrichtung als Durchflußmesser. Je kleiner der Meßwert "bzw, Abschnitt ist, desto größer ist die Genauigkeit.

Die Standardabweichung der experimentell ermittelten Punkte von der linie ist ein Haß für die Linearität des Gerätes. Je geringer die Standardabweichung ist, desto größer ist die Linearität.

Die nachstehende Tabelle verdeutlicht, wie sich die Meßgenauigkeit und die Linearität verbessern, indem die Steuerkanalbreite vergrößert wird.

Steuerkanalbreite	1	11/2	2
(Mehrfaches der Hauptein
gangs düse)
Steigung der Geraden	0,0199	0,0236	0, 0308
(Litur/Hertz)
Meßwert /inter-cept/ auf	0,0185	0,0113	0,0063
der Strömungsachse
(Liter/sec.)
Standardabwe ic hung	0,0074	0,0043	0,0032
(Liter/soc)

Me Erfindung-betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patunb'irujpruoh 1 umrissonun AusfUhrungsform und bezieht sich vor al Lern auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im oiiu',üLnun — odor .in Kombination — in der gesamten Beuohroibung und Zeichnung offenbart sind.

Patentansprüche

■ BADORfGINAl

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Claims

72 034 Pü/h. 26.6.1972 Patentansprüche

1. Durchflußmesser mit einem Pluid-Oszillator, der einen bistabilen, Y/andbefestigungs-Fluidverstärker /bistable wall attachment fluid amplifier/ mit einer Einlaßdüse, zwei Auslaßkanälen und btuuerkanälen auf v/eist, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe Einrichtungen (9) zur Meßung der bchwingungsfrequenz aufweist sowie Steuerkanäle (2,3), deren Breite größer als die Breite (W) der Öffnung ist, die die Haupteingangsdüse (1) bildet.

2. Fluid-Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite dor Steuerkanäle (2,3) wenigstens zweimal so groß ist wie die Bruite (W) der Öffnung, die die Haupteinlaßdüso (1) bildet.

BAD ORIGINAL

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Leerseite

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