DE242038C

DE242038C -

Info

Publication number: DE242038C
Application number: DENDAT242038D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42 o. GRUPPEIl.

SIEMENS & HALSKE AKT-GES. in BERLIN.

Elektrische Meßvorrichtung für Gas- oder Luftgeschwindigkeiten

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Mai 1909 ab.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit von Gasen oder Luft und besteht aus einer Wheatstoneschen Brückenanordnung, von der zwei gleiche Zweige aus sehr dünnen, durch den Meßstrom erwärmten Draht von großem Widerstands-Temperatur koeffizien ten bestehen. Die beiden Zweige liegen hintereinander in dem strömenden Medium. Vorteilhaft werden sie zickzackförmig derart angeordnet, daß ihre Ebene in der Strömungsrichtung liegt, und daß sie in einem innen hochpolierten, gut wärmeleitenden Gehäuse untergebracht sind.

Der von dem strömenden Medium zuerst getroffene Zweig wird stärker abgekühlt als der zu zweit getroffene, der von bereits vorgewärmtem Gas bespült wird. Infolgedessen ändert sich der Widerstand des ersten Zweiges gegenüber dem des zweiten, und das Galvanometer schlägt aus.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 · einen senkrechten und Fig. 3 einen wagerechten Schnitt durch das Gehäuse mit den Meßdrähten, während Fig. 4 die Schaltung des Instrumentes angibt. Fig. 5 zeigt eine Anordnung, die das Instrument anstatt in der Hauptströmung in einem Nebenschluß anzuordnen gestattet. Dabei wird keine Stauscheibe gebraucht, sondern die Nebenschlußleitung führt direkt in das Gehäuse.

α ist eine Stauscheibe, die in das strömende Medium gehalten wird. Sie besteht z. B. aus einer Kammer, die durch eine Zwischenwand b in zwei Teile geteilt ist. An der Vorder-und Rückseite der Kammer ist eine Öffnung c. An beide Teile der Kammer schließen sich Leitungen d_x und d₂ an, die über zylindrische Erweiterungen e_x und e_a und keilförmige Zwischenstücke /^₁ und f₂ zu dem eigentlichen Meßkasten M führen. In dem Kasten- M sind die beiden Zweige g und h der Brücke untergebracht. Sie bestehen beispielsweise aus feinem Nickeldraht und sind, wie Fig. 3 in vergrößertem Maßstabe zeigt, zwischen Spiralfedern i zickzackförmig ausgespannt. Die Federn i, die auch aus Nickeldraht bestehen können, sind in Platten aus Hartgummi befestigt. Die Befestigung erfolgt am einfachsten dadurch, daß die Drähte durch feine Bohrungen im Hartgummi gesteckt und an den Enden im elektrischen Lichtbogen zu kleinen Kügelchen geschmolzen werden. Die Leitungen k führen zur Meßbrücke.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die bei c eintretende Luft strömt durch das Rohr d_lt die Erweiterung S₁ und den Raum f_x in den Meßkasten M. Die Räume e_x und f_x dienen dazu, die Luft auf den Querschnitt" des Kastens gleichmäßig zu verteilen. Die beiden Zweige g und h werden elektrisch auf 30 bis 6o° über die Lufttemperatur geheizt. Der Luftstrom kühlt nun den ersten Draht g stärker ab als den zweiten Draht h; dadurch entsteht eine Differenz der sonst bei gleichen Temperaturen gleichen Widerstände der Drähte g und h, und ein in die Brücke geschaltetes Muli -Voltmeter gibt der Widerstandsdifferenz proportionale Ausschläge. Die Wände des Kastens bestehen aus dicken Kupferplatten und behalten in-

55

65

70

folge ihrer guten Wärmeleitfähigkeit im allgemeinen eine Temperatur, die sich von der Außentemperatur nicht wesentlich unterscheidet. Die Empfindlichkeit des Instrumentes wird dadurch zwar etwas vermindert, aber die Eichungskurve wird besser und das Instrument geht sehr schnell und sicher in die Nullage zurück.

Angestellte Versuche haben gezeigt, daß die

ίο Widerstandsdifferenz der Drähte g und h bei kleiner Gasgeschwindigkeit im Kasten M dieser Geschwindigkeit proportional bleibt. Bei großer Gasgeschwindigkeit im Kasten M nimmt die Widerstandsdifferenz und der damit proportionale Ausschlag des Milli-Voltmeters langsamer zu als diese Geschwindigkeit. Nun ändert sich aber die Geschwindigkeit in M annähernd proportional dem Quadrat der äußeren, die Stauscheibe treffenden Luftgeschwindigkeit. Solange also die Ausschläge des Voltmeters mit den Geschwindigkeitsänderungen in M linear verbunden sind, geben sie die Luftgeschwindigkeit außen nach einer quadratischen Skala an. Für eine größere Geschwindigkeit dagegen kann die Abweichung von der Proportionalität zwischen Geschwindigkeit in M und Ausschlag des Voltmeters dazu benutzt werden, den oberen Teil der Skala in günstiger Weise zu verkürzen.

Im allgemeinen wird man das Instrument in Verbindung mit einer Stauscheibe verwenden. Zur Messung von Gasströmungen in Röhren, z. B. Ventilatorleitungen, kann man sich der in Fig. 5 dargestellten Anordnung bedienen. Das Rohr m, durch das der zu messende Gasstrom fließt, erhält zwei große Querschnittserweiterungen« mit einem Verbindungsstück 0. Die Strömungsgeschwindigkeit wird in den Erweiterungen η so stark vermindert, daß eine Stauwirkung auf die Anschlußrohre p zum Meßapparat ausgeschlossen ist. Auf den Nebenschluß, der durch den Meßkasten führt, wirkt unter diesen Umständen stets eine Druckdifferenz, die dem hydraulischen Widerstände des Rohrstückes 0 und der Strömungsgeschwindigkeit in ihm proportional ist, sofern die Übergänge von den Verengungen zu den Erweiterungen allmählich erfolgen. Durch Gleichrichter r kann das strömende Medium beruhigt werden, so daß keine Wirbelungen an den Anschlußstellen des Nebenschlusses entstehen. Die Ausschlagsskala wird in diesem Falle fast linear.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Meß vorrichtung für Gas- oder Luftgeschwindigkeiten, gekennzeichnet durch zwei hintereinander liegende elektrische Heizkörper, die vom strömenden Medium gekühlt werden, und deren Widerstandsänderung gemessen wird.

2. Meß vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleiche Zweige einer Wheatstoneschen Brücke aus sehr dünnem Draht von großem Widerstandstemperaturkoeffizienten als Heizkörper verwendet werden.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zweige in der Strömungsrichtung zickzackförmig liegen.

4. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse für die beiden Zweige an eine Stauscheibe angeschlossen ist. .

5. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse im Nebenschluß zu einer geschlossenen Leitung an erweiterte Leitungsquerschnitte angeschlossen ist:

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.