[go: up one dir, main page]

DE2934137C2 - Strömungsmeßanordnung zum Messen einer Strömungsmenge in einem rohrförmigen Kanal - Google Patents

Strömungsmeßanordnung zum Messen einer Strömungsmenge in einem rohrförmigen Kanal

Info

Publication number
DE2934137C2
DE2934137C2 DE2934137A DE2934137A DE2934137C2 DE 2934137 C2 DE2934137 C2 DE 2934137C2 DE 2934137 A DE2934137 A DE 2934137A DE 2934137 A DE2934137 A DE 2934137A DE 2934137 C2 DE2934137 C2 DE 2934137C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flow
cells
arrangement according
straightener
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2934137A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2934137A1 (de
Inventor
Takeshi Yokosuka Fujishiro
Toru Yokohama Kita
Hiroshi Yokosuka Kobayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP10362578A external-priority patent/JPS5530625A/ja
Priority claimed from JP54029385A external-priority patent/JPS5942809B2/ja
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of DE2934137A1 publication Critical patent/DE2934137A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2934137C2 publication Critical patent/DE2934137C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/3209—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/64—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by measuring electrical currents passing through the fluid flow; measuring electrical potential generated by the fluid flow, e.g. by electrochemical, contact or friction effects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6842—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Details Of Flowmeters (AREA)

Description

60
Die Erfindung bezieht sich auf eine Strömungsmeßanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Bei einer aus der DE-OS 21 23 024 bekannten Strömungsmeßanordnung ist ein Strömungsgleichrichter stromauf von der als Turbinenmesser ausgebildeten Meßeinrichtung angeordnet. Stromab von der Meßeinrichtung befindet sich ein Ventil, dem in Strömungsrichtung ein Leitungskrümmer folgt, in dem die Richtung des Strömungsmittelstroms geändert ist
Aus der DE-OS 22 12 746 sind Strömungsgleichrichter bekannt wobei angegeben und durch eine grafische Darstellung gezeigt ist daß diese eine gleichrichtende Wirkung stromab von dem Strömungsgleichrichter auf eine z. B. turbulente Strömung haben.
Aus dem Buch K. W. Bonfig. »Techn. Durchflußmessung«, Vulkan-Verlag Essen 1977, Seiten 58 und 5 3. ist es bekannt daß auch mehrere Strömungsgleichrichter hintereinander angeordnet werden können, um Geschwindigkeitsprofiländerungen zu unterbinden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strömungsmeßanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten A -t so weiterzubilden, daß ein infolge einer Richtungsänderung des Strömungsmittelstroms festzustellender Druckabfall so gering wie möglich gemacht wird.
Bei einer Strömungsanordnung der genannte". Art ist diese Aufgabe durch das im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Merkmal gelöst
Es konnte nachgewiesen werden, daß in überraschender Weise ein Strömungsgleichrichter, der stromab von der Meßeinrichtung, jedoch unmittelbar stromauf von der Stelle einer Richtungsänderung des Strömungsmittelstroms angeordnet ist, nicht nur den infolge der Richtungsänderung auftretenden Druckabfall so gering wie möglich macht sonde, 'n auch zu einer weiteren Verbesserung der Strömungsgleichrichtung auch stromauf von diesem weiteren Strömungsgleichrichter führt.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt
Fig. 1 einen Schnitt einer Strömungsanordnung in einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt einer Strömungsanordnung in einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung,
Fig. 3 einen Schnitt einer Leitung mit einer Krümmung und im Bereich dieser angeordneten Sirömungsgleichrichtern.
F i g. 4 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Druckabfall und der Anordnung der einzelnen Strömungsgleichrichter nach F i g. 3.
Fig. 5 eine grafische Darstellung zum Vergleich des Druckabfalls bei einer bekannten Anordnung und bei Anordnungen gemäß der Erfindung.
Fig. 6a. 6b und 6c grafische Darstellungen des Ausgangssignals eines Karman'schen Wirbelströmungsmessers zum Vergleich einer bekannten Anordnung mit Anordnungen gemäß der Erfindung
F i g. 7a einen Schnitt einer mit einer erfindungsgemäßen Strömungsanordnung versehenen Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine.
Fig. 7b einen Schnitt längs der Linie TthTbm Fig. 7a,
F 1 g. 8a bis 8d Ansichten von verschiedenen bei einer erfindungsgemäßen Strömungsanordnung verwendbaren Strömungsgleichnchtcrn.
F i g. 9a bis 9c Schnitte von in Versuchen zur Bestimmung der Abmessungen und der Abstämk von Siro mungsgleichrichtern verwendeten Stromun^'sleitungen.
Fig. 10 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen den Abmessungen der Wabenzellen und dem Durchmesser einer Leitung,
F i g. 11 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Abstand vom Strömungsgleichrichler zu Wabenzellen,
Fig. 12a einen schematisierten Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 12b einen schematisierten Schnitt längs der Linie \2b-\2bin Fig. 12a,
F i g. 13a einen schematisierten Schnitt einer weiteren Au.sführungsform der F.rfindung und
Fig. 13b einen schematisierten Schnitt längs der Linie 13ö-13öin Fig. 13a.
F i g. 1 zeigt eine als rohrförmiger Kanal ausgebildete Leitung 1 mit einem darin angeordneten, die Meßeinrichtung bildenden Karman'schen Wirbelströmungsmesser 2, an dessen Zuströmseite ein erster und ein zweiter Strömungsgleichrichter 3 bzw. 4 und an dessen Abströmseite ein dritter Strömungsgleichrichter 3, 4, 5 weisen ein Wabenmuster auf oder können aus Leminarröhrchen zusammengesetzt sein und dienen dazu, eine gleichmäßige Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit zu erzielen und in der Strömung vorhandene Turbulenzen zu verringern.
Der zweite Strömungsgleichrichter 4 sitzt in einem Leitungsstück von rechteckiger Querschnittsform, dessen Abmessungen 30 χ 80 mm betragen. Der lichte Abstand zwischen dem zweiten Gleichrichter 4 und dem oben näher angegebenen Meßelement 2 besagt ca. 20 bis 70 mm, vorzugsweise 30 mm. Der licht? Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungsgleichrichter 3 bzw. 4 beträgt ebenfalls ca. 20 bis 70 mm. Die genannten Abstände betragen vorzugsweise 03D bis UD wobei D der Innendurchmesser der Leitung 1 ist. Im vorliegenden Falle einer rechteckigen Leitung wird anstelle des Durchmessers D ein nachstehend erläuterter Bezugsdurchmesser D' angewendet.
Sofern der Abstand zwischen den zuströmseitigen Strömungsgleichrichtern und dem Meßelement 2 zu klein gewählt wird und etwa nur 10 mm oder weniger beträgt, ist eine Wirkung der Gleichrichter kaum wahrnehmbar. Ist der Abstand dagegen zu groß, d. h. größer als etwa 70 mm, so wird die zunächst gleichgerichtete Strömung auf ihrem verlängerten Weg wieder turbu lent. Die Strömungsgleichrichter sind daher innerhalb der vorstehend genannten Abstände anzuordnen.
Bei der in F i g. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform ist der erste Strömungsgleichrichter 3 im Hinblick auf die Art des Meßelementes 2 und die gewünschte Meßgenauigkeit nicht notwendig und daher fortgelassen. Zur Erzielung der angestrebten Wirkung sind somit wenigstens zwei Stromungsgleichricb'er 4 und 5 notwendig.
Bei der in Fig. I gezeigten Verwendung zweier Strömungsgleichnchter 3 und 4 an der Zuströmseile wird die vom ersten Gleichrichter 3 gleichgerichtete Strömung vom /weiten Gleichrichter 4 erneut gleichgerichtet, so daß sich insgesamt ein stärkerer Gleichrichtungseffekt ergibt als bei Verwendung nur eines einzigen zuströmseitigen Gleichrichters.
Der dritte Sti^mungsgleichrichter 5 ist in einer Entfernung von ca. 20 bis 70 mm von der Meßeinrichtung 2 an dessen Abströmseite angeordnet und bewirkt eine Gleichrichtung der Strömung an seiner Zustromseite.
In Versuchen hat sich gezeigt, daß die gleichrichtende Wirkung eines Strömungsgleichrichters nicht nur an dessen Absirömseiie, sondern auch an seiner Zustromseite auftritt. Die an der Zuströmseite und der Abströmseite des Meßelements 2 angeordneten Strömungsgleichrichler bewirken zusammen die Unterdrückung von Gegenströmungen und rotierenden Strömungen, welche insbesondere durch in der Leitung vorhandene Krümmungen hervorgerufen werden können, so daß die Strömung im Bereich des Meßelements 2 weitgehend beruhigt ist.
Bei einer Strömungsleitung der in F i g. 3 gezeigten Art mit einer Krümmung la an der Abströmseite des Meßelements 2 ist der auftretende Druckverlust am geringsten, wenn der Strömungsgleichrichter 5 in der mit A bezeichneten Stellung unmittelbar vor der Richtungsänderung der Strömung angeordnet wird. Bei Anordnung des Gleichrichters 5 an den mit ßund Cbezeichneten Stellen im Mittel- bzw. Endbereich der Krümmung la tritt ein zunehmend verstärkter Druckabfall auf, wie
ίο es aus den entsprechend gekennzeichneten Kurven in F i g. 4 hervorgeht.
Die Zunahme des Druckabfalis innerhalb des gekrümmten Leitungsstücks la beruht auf dem durch Ablösen von Wirbeln von den Wänden der gekrümmten Leitung hervorgerufenen Energieverlust. Der Druckabfall läßt sich daher ungeachtet des Strömungswiderstands des Strömungsgleichrichterr 5 beträchtlich verringern, indem das Auftreten von Wirbeln durch Anordnung des Gleichrichters unmittelbar vorder Krümmung der Leitung unterdrückt wird.
im Faüc einer eine Krümmung &uf*-vc!5cndcn Strö mungsleitung. also etwa der Ansaugleitung eines Kraftfahrzeugmotors, wird als ein Strömungsgleichrichter 5 an der Abströmseite des Meßelements 2 innerhalb des vorstehend genannten Abstandes zu diesem und unmittelbar vor der Krümmung der Leitung angeordnet
Falls die Leitung 1 eine Krümmung la an der Zuströmseite des Meßelements 2 hat, wird ein Strömungsgleichrichter unmittelbar hinter der Stelle der Rich- tungsänderung angeordnet, so daß seine Gleichrichterwirkung überwiegend zur Abströmseite gerichtet ist.
Wie in F i g. 5 und 6 zu erkennen ist, bewirkt die Anordnung eine sehr gute Gleichrichterwirkung mit einem trotz der Verwendung von mehreren, z. B. drei Strömungsgleichrichtern 3,4 und 5 in Form von Wabengefügen sehr geringen Druckabfall im Vergleich zu einer bekannten Anordnung mit nur einem Strömungsgleichrichter in Form eines Wabengefüges in Kombination mit einem Drahtantrieb an der Zuströmseite des Meßelements.
in F i g. 6b und 6c ist die gleichrichtende Wirkung von verbesserten Anordnungen im Vergleich zu der in F i g. 6a gezeigten Wirkung einer bekannten Anordnung anhand des Ausgangssignals eines Karman'schen Wirbelströmungsmessers dargestellt. Die dargestellten Schwankungen des Ausgangssignals treten jeweils bei einer konstanten Strömungsmenge von 70 l/sec auf. Je geringer die Schwankungen des Ausgangssignals sind, um so größer ist die Meßgenauigkeit. In F i g. 6b und 6c weist das Ausgapgssignal des Meßelements nur sehr geringe Schwankungen auf, woraus die sehr gute Gleichrichterwirkung der Anordnung mit einem an der ^b'-.rc-mseite des Meßelements vorgesehenen Strömungsgleichrichter zu erkennen ist.
Anstelle eines XarmanVhen Wirbelströmungsinessers kann auch ein anderes Meßelement verwendet werden, insbesondere ein solches, dessen Meßgenauigkeit durch Turbulenzen in der Strömung beeinträchtigt wird.
Die Ansauganlage einer in F i g: 7a dargestellten Brennkraftmaschine 11 umfaßt sin Luftfilter 12, eine Ansaugleitung 13 und eine in dieser angeordnete Drosselklappe 14. In der Ansaugleitung 13 ist ferner ein Wirbelerzeuger 15 fi'r einen Karman'schen Wirbelströmungsmesser angeordnet, welchem ein zuströmseitiger und ein abströmseitiger Strömungsgleichrichter 16 bzw. J7 zugeordnet sind. Fig. 7b zeigt ein Ausführungsbeispiel des Strömungsgleichrichters 16 mit einer gitterar-
tigen Anordnung von rechteckigen Zellen.
Die Ansaugluft strömt, wie in Fig.7a durch Pfeile angedeutet ist, durch das Luftfilter 12 und den Strömungsgleichrichter 16, umströmt dann den Wirbelerzeuger 15 und strömt dann durch den zweiten Strömungsgleichrichter 17 und über die Drosselklappe 14 zur Brennkraftmaschine 11. Am Wirbelerzeuger 15 entstehen Wirbel mit einer der Strömungsgeschwindigkeit oder Strömungsmenge der angesaugten Luft proportionalen Frequenz. Die Strömungsmenge der Ansaugluft läßt sich durch Messen der Wirbelfrequenz mittels eines mit einem Hitzdraht arbeitenden Wirbelsensors bestimmen.
Der auf der Ansaugluft ausgeübte Gleichrichtereffekt wird in einem erheblichen Maße beeinflußt von dem Verhältnis WxID zwischen der Weite Wi der Zellen eines Gleichrichters und dem Durchmesser D der Ansaugleitung und der Beziehung UWx zwischen dem Abstand L vom Strömungsgleichnchter zum Wirbelerzeuger und der Weite Wx der Zellen.
In Fig.8a bis 8d sind Vorderansichten und vergrößerte Teil-Schrägansichten von Strömungsgleichrichtern mit wabenförmigen. rechteckigen, elliptischen bzw. durch einander abwechselnde konzentrisch kreisförmige und gewellte Wandungen begrenzten Zellen dargestellt. Das Durchlaßverhältnis der verwendeten Strömungsgleichrichter, d. h. der Anteil der Durchlaßflächen insgesamt an der Gesamtfläche des Gleichrichters, beträgt im wesentlichen 90%. Falls das Verhältnis WxID bei den in Fig.8a ^is 8d gezeigten Strömungsgleichrichtern einen bestimmten Wert übersteigt, nimmt die Gleichrichterwirkung sehr schnell ab. Unterscheidet das Verhältnis W\ID demgegenüber einen bestimmten Wert, so tritt keine Verbesserung der Gleichrichterwirkung ein. stattdessen jedoch ein verstärkter Druckabfall.
Eine sehr gute Gleichrichiervvirküng ist sisc innerhalb eines bestimmten Bereichs der Beziehung W\ID erzielbar, während sie sich außerhalb dieses Bereichs verschlechtert. Das Gleiche trifft auch für die Beziehung UW\ zu. Zur Erzielung der günstigsten Gleichrichterwirkung müssen die Beziehungen WxID und UWx innerhalb bestimmter Bereiche liegen.
Als Bezugsgröße W\ dient hier die jeweils kleinste Weite der Zellen, d. h. also der Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Seiten der sechseckigen Wabenzellen, die Länge der kürzeren Seiten der rechteckigen Zellen bzw. die Länge der kürzeren Achsen der elliptischen Zellen.
F i g. 9a zeigt eine Versuchsanordnung für die Ermittlung der vorstehend genannten Beziehungen. In einer Leitung 18 sind ein Turbulenzgitter 19 zum Erzeugen einer gestörten Strömung, ein Wirbelerzeuger für einen Karman'schen Wirbelströmungsmesser und zwei Strömungsgleichrichter 21 und 22 angeordnet Im Falle der in Fig.9b dargestellten Leitung 18 mit kreisförmigen Querschnitt ist die Bezugsgröße D dem Durchmesser der Leitung. Bei einer in Fig.9c gezeigten Leitung 18 mit rechteckigen Querschnitt dient als Bezugsgröße D der Durchmesser D' eines Kreises, dessen Fläche gleich der Querschnittsfläche der rechteckigen Leitung ist Aus der Breite M und Höhe N der Leitung 18 ergibt sich somit
W\ID und der Änderung der Wirbelfrequenz in %. Der Abstand L beträgt 35 mm und die Weite W ist gleich 3,2 mm, so daß die Beziehung L/W\ also konstant ist. Die Änderung der Wirbelfrequenz ergibt sich als 5 olT χ 100(%), worin Γ die mittlere Frequenzperiode und α eine Normabweichung ist. Die höheren Prozentzahlen für die Änderung bedeuten eine stärkere Störung und damit eine geringere Gleichrichterwirkung.
Wie aus der Kurve in Fig. 10 zu ersehen ist, nimmt
ίο die Änderung der Wirbelfrequenz bei einem Verhältnis WxID von mehr als 0.2 sehr schnell zu, d. h. die Glcichrichterwirkung verschlechtert sich. Die Beziehung WxID ist daher vorzugsweise kleiner als 0,2. Im Bereich unterhalb von 0,2 treten jedoch keine größeren Ändc rungen der Wirbelfrequen? auf. Zur Erzielung einer möglichst günstigen Gleichrichterwirkung bei möglichst geringen Druckabfall liegt die Beziehung WxID daher vorzugsweise möglichst nahe unterhalb von 0,2.
X_
sind die ™;!'.s!s der AnordRisn" nach
D '
F i g. 10 zeigt die mittels der Anordnung nach F i g. 9 ermittelten Beziehungen zwischen dem Verhältnis Fig.9a ermittelten Beziehunggen zwischen dem Verhältnis UWx und den Änderungen der Wirbelfrequen/ in % dargestellt. In der verwendeten Versuchsanordnung hat die Leitung 18 rechteckigen Querschnitt mit einer Größe von 30 χ 80 mm, der Bezugsdurchmesscr D' beträgt somit 57 mm und die Weile W, beträgt 3,2 mm.
Wie aus F i g. 11 zu erkennen ist, sind die Änderungen der Wirl-clfrequenz am geringsten im Bereich des Verhältnisses UWx zwischen 10 und 16. In den Bereichen oberhalb von 25 und unterhalb von 5 nehmen die Änderungen der Frequenz sehr schnei! zu. Zur Erzielung eines günstigen Ergebnisses liegt das Verhältnis UWx also vorzugsweise zwischen 5 und 25. insbesondere zwischen 10 und 16.
Fig. 12a und 12b zeigen eine Strömungsarvordnung mit einer Strömungsleitung 23, in welcher zwei Strömungsgleichnchter 24. 25 und dazwischen ein Meßelement in Form eines Widerstandsdrahts 26 angeordnet sind.
Der Widerstandsdraht 26 wird durch Hindurchleiten eines elektrischen Stroms erhitzt und durch Steuerung des Stroms auf einer konstanten Temperatur gehalten. Der Widerstandsdraht 26 wird von dem die Leitung 23 durchströmenden Strömungsmittel abgekühlt, so daß ein stärkerer Strom durch ihn hindurchgeleitet werden muß. Aufgrund der bestehenden Beziehung
worin / der elektrische Strom, V die Strömungsgeschwindigkeit und a und b Konstante sind, läßt su.ii die Strömungsgeschwindigkeit V bzw. die Strömungsmenge durch Messung des elektrischen Stroms /bestimmen. Fig. 13a und 13b zeigen eine weitere Ausführungsform einer Meßanordnung mit einem Meßelement in Form eines Ionen-Strömungsmessers. Den in Fig. 12 dargestellten Teilen entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet Außerdem sind in F i g. 13a und 13b ein Paar Entladungselektroden 27,28.
eine Empfängerelektrode 29, eine Hochspannungsquelle 30 und ein Zähler 31 dargestellt
Von der Spannungsquelle 30 erzeugte Hochspannung wird intermittierend an die Entladungselektroden 27,28 gelegt, so daß jeweils eine Koronaentladung eintritt Die
&5 dadurch entstehenden Ionen werden von der Strömung mitgenommen und treffen auf der Empfängerelektrode 29 auf. Die Zeitspanne T für die Bewegung der Ionen von den Entladungselektroden 27, 28 zur Empfänger-
elektrode 29 wird vom Zähler 31 ermittelt und ermöglicht die Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit V. Aufgrund der bestehenden Beziehung
Die vorstehend genannte Beziehung ΤΛ/Wi ist für sämtliche in Fig.8 dargcstellen Ausführungsformen der Strömungsglcichrichter anwendbar.
Hierzu 9 Blatt Zeichnungen
worin / der Abstand zwischen den Entladungselektroden und der Empfängerelektrode und k eine vom Abstand / unabhängige Konstante ist, läßt sioh die Strömungsgeschwindigkeit anhand der Zeitspanne T bestimmen. Die Konstante k ist umgekehrt proportional dem Abstand <i zwischen den beiden Entladungselektroden. Der Wert der Konstante k ist aufgrund des Einflusses eines elektrischen Felds, einer Verengerung, der Entladungsstrecke autgrund einer Streuwirkung und ähnlichen gewöhnlich kleiner als eins.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 12 und 13 ist die Beziehung VV,/D vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,2. und die Beziehung LZWx liegt vorzugsweise zwisehen 5 und 25. um die günstigsten Ergebnisse zu erzielen.
Eine Anordnung, bei welcher die verschiedenen Abmessungen innerhalb der vorstehend genannten Bereiche gewählt sind, ermöglicht somit bei wirksamer Ausnützung des verfügbaren Raums eine äußerst günstige Gleichrichterwirkung bei möglichst geringem Druckabfall und damit eine sehr genaue Messung der Strömungsmenge und/oder Geschwindigkeit.
Mi' den in Fig. 7 und 8 dargestellten Strömungsgleichrichten! ist gewöhnlich eine verbesserte Gleichrichterwirkung ohne Zunahme des Druckabfalls erzielbar, wenn die kleinere Weite Wi der Zellen parallel zur Achse X des Wirbelerzeugers und die größere Weite W2 der Zellen quer dazu verläuft. Dies trifft insbesondere für Strömungsgleichrichter mit wabenförmigen, rechteckigen oder elliptischen Zellen zu.
Das Verhältnis W1/W2 zwischen der kleinsten und der größten Weite der Zellen liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,5 und 0,8.1st dieses Verhältnis kleiner als 0,5, so ist eine Zunahme des Druckabfalls zu beobachten, und ist es größer als 0.8, so verschlechtert sich die Gleichrichterwirkung.
Das Verhältnis ThZW1 zwischen der Tiefe Th eines Gleichrichters und der Weite Wi der Zellen ist im Hinblick auf einen möglichst geringen Druckabfall und die günstigste Ausnützung des in einer Ansaugleitung vorhandenen Raums vorzugsweise möglichst klein, jedoch größer als 2,5. Sofern nämlich dieses Verhältnis kleiner als 3 ist, nimmt die Gleichrichterwirkung schnell ab, und sofern es größer als 3 ist, tritt keine nennenswerte Verbesserung der Gleichrichterwirkung ein.
Falls in einer Anordnung nach F i g. 9a allein der abströmseitige Strömungsgleichrichter 22 verwendet wird, ist eine ausreichende Gleichrichterwirkung erzielbar, wenn das Verhältnis Th/V/χ größer als 5 isL
Bei einem Verhältnis ThZW1 von 3,2 und einer Tiefe Th des Strömungsgleichrichters in der Größenordnung von 10 mm bleibt der Druckabfall auch bei einer großen Strömungsmenge sehr klein. Mit zunehmender Tiefe Th nimmt der Druckabfall insbesondere bei großen Strömungsmengen schnell zu. Innerhalb des vorstehend genannten Bereichs ist das Verhältnis ThZWx also vorzugsweise möglichst klein zu wählen. Zur Erzielung einer besonders günstigen Wirkung beträgt das Verhältnis 777/W1 beim zuströmseitigen Strömungsgleichrichter vorzugsweise etwa 3 und beim abströmseitigen Strömuneselcichrichter etwa 6.

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Ströniungsmeßanordnung mit einer Meßeinrichtung zum Messen einer Strömung und/oder Strömungsgeschwindigkeit in einem rohrförmigen Kanal für das zu messende Strömungsmittel und mit mindestens einem stromauf der Meßeinrichtung angeordneten Strömungsgleichrichter, wobei die Richtung des Strömungsmittelstroms stromab von der Meßeinrichtung geändert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Strömungsgleichrichter (5; 22; 25) unmittelbar stromauf von der Stelle angeordnet ist, an der die Richtung geändert ist
2. Strömungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Abstand zwischen der Meßeinrichtung (2; 26; 27; 28; 29) und dem abströmseitigen Strömungsgleichrichter (5; 22; 25) Jas zu 03 bis U'ache des Innendurchmessers des Kana!s(l; 13; iS; 23} betragt
3. Strömungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgleichrichter (5; 22; 25) Wabenzellen aufweisen (F i g. 8a).
4. Strömungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgleichrichter (5; 22; 25) rechteckige Zellen aufweisen (F ig. 8b).
5. Strömungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgleichrichter (5; 2\ 25) elliptische Zellen aufweisen (F ig. Sc.)
6. Strömungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da 3 die Strömungsgleichrichter (5; 22; 25) durch einander abwechselnde, konzentrisch kreisförmige und gewellte Wandungen begrenzte Zellen aufweisen (F i g. 8d).
7. Strömungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis WJD zwischen der kleinsten Weite (W1) der Zellen und dem Innendurchmesser (D) des Kanals (1; 13; 18; 23) kleiner ist als 02.
8. Strömungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis L/W, des Abstands (L) zwischen der Meßeinrichtung und dem zuströmseitigen Strömungsgleichrichter und der kleinsten Weite (W^) der Zellen innerhalb der Beziehung 5 S ISW, s 25 liegt.
9. Strömungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle eines rohrförmigen Kanals (1; 13; 18; 23) von rechteckiger Querschr.ittsform anstelle des Durchmessers D der Durchmesser D' eines Kreises Anwendung findet, dessen Fläche gleich der Querschnittsfläche des Kanals ist.
DE2934137A 1978-08-25 1979-08-23 Strömungsmeßanordnung zum Messen einer Strömungsmenge in einem rohrförmigen Kanal Expired DE2934137C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10362578A JPS5530625A (en) 1978-08-25 1978-08-25 Liquid meter
JP54029385A JPS5942809B2 (ja) 1979-03-15 1979-03-15 流体測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2934137A1 DE2934137A1 (de) 1980-03-06
DE2934137C2 true DE2934137C2 (de) 1985-05-15

Family

ID=26367578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2934137A Expired DE2934137C2 (de) 1978-08-25 1979-08-23 Strömungsmeßanordnung zum Messen einer Strömungsmenge in einem rohrförmigen Kanal

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4280360A (de)
DE (1) DE2934137C2 (de)
FR (1) FR2434374A1 (de)
GB (1) GB2032117B (de)

Families Citing this family (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3009382A1 (de) * 1980-03-12 1981-09-24 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Vorrichtung zur messung der stroemungsgeschwindigkeiten von gasen und fluessigkeiten
FR2480430A1 (fr) * 1980-04-11 1981-10-16 Flonic Sa Perfectionnements aux appareils de mesure de debit a emission de tourbillons
IT1144295B (it) * 1981-07-10 1986-10-29 Fiat Ricerche Dispositivo ultrasonico per la misura della portata di un fluido in un condotto
DE3143077A1 (de) * 1981-10-30 1983-05-11 Gerd Dr.-Ing. 5100 Aachen Ehrhardt Einrichtung zum messen der hydrodynamischen beiwerte von rohreinbauten
US4476729A (en) * 1982-06-02 1984-10-16 Allied Corporation Apparatus for measuring gas velocity
DE3337398C2 (de) * 1982-10-15 1994-03-03 Yamato Scient Co Ltd Auslaßluftgeschwindigkeitsmeßvorrichtung für das in einer Reinluftbank vorgesehene Filter
DE3239770C2 (de) * 1982-10-27 1984-11-22 Danfoss A/S, Nordborg Ultraschall-Meßvorrichtung
US4509371A (en) * 1983-01-07 1985-04-09 Carrier Corporation Venturi flow measuring device and method
DE3336911A1 (de) * 1983-10-11 1985-04-18 Ferdinand Schad KG, 7201 Kolbingen Vorrichtung zum messen des volumenstroms eines gases in einem kanal
DE3417052A1 (de) * 1984-05-09 1985-11-14 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur abschirmung und zum fernhalten von luftsaeulenschwingungen von einem im ansaugrohr einer brennkraftmaschine angeordneten luftmassenmesser
US4630484A (en) * 1984-05-31 1986-12-23 Nippondenso Co., Ltd. Mass flowmeter
US4599895A (en) * 1984-07-12 1986-07-15 Wiseman Donald F Method and apparatus for measuring fluid flow
USH56H (en) 1984-10-17 1986-05-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Flow measurement device
US4628730A (en) * 1984-11-01 1986-12-16 Maguire James V Equal fluid flow distribution system and manifold
GB2205947B (en) * 1987-06-19 1991-09-04 British Gas Plc Flowmeter
US4942763A (en) * 1988-03-23 1990-07-24 Harpster Joseph W Flow sensor assembly
GB2254427B (en) * 1988-06-09 1993-02-03 British Gas Plc Speed measurement device
JPH0643907B2 (ja) * 1988-12-15 1994-06-08 山武ハネウエル株式会社 流量計
DE3905746A1 (de) * 1989-02-24 1990-08-30 Bosch Gmbh Robert Luftmessvorrichtung
JP2524144Y2 (ja) * 1989-12-18 1997-01-29 三菱電機株式会社 感熱式流量センサ
AU7252191A (en) * 1990-02-12 1991-09-03 Ebtron, Inc. Air flow sensor
US5253517A (en) * 1990-05-30 1993-10-19 Siemens Aktiengesellschaft Flow converter
EP0458998B1 (de) * 1990-05-30 1996-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Strömungswandler
JP2806602B2 (ja) * 1990-06-18 1998-09-30 東京瓦斯株式会社 フルイディック流量計
JP2781063B2 (ja) * 1990-06-27 1998-07-30 東京瓦斯株式会社 フルイディック流量計
US5055014A (en) * 1990-06-27 1991-10-08 Sundstrand Corporation Fluid supply conduit
GB9105699D0 (en) * 1991-03-18 1991-05-01 British Gas Plc Supplying fluid
US5392815A (en) * 1993-08-05 1995-02-28 Pacific Gas And Electric Company Gradational tube bundle flow conditioner for providing a natural flow profile to facilitate accurate orifice metering in fluid filled conduits
GB9319025D0 (en) * 1993-09-14 1993-10-27 Ans Karsto Metering & Technolo Flow cobditioner
DE4340882A1 (de) * 1993-12-01 1995-06-08 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums
US5483829A (en) * 1994-06-20 1996-01-16 Ford Motor Company Environmental flow stand inlet flow conditioner
US5683032A (en) * 1995-06-29 1997-11-04 Ford Global Technologies, Inc. Air measuring apparatus and method for paint rotary bell atomizers
US5992465A (en) * 1996-08-02 1999-11-30 Jansen; Robert C. Flow system for pipes, pipe fittings, ducts and ducting elements
US5922970A (en) * 1996-08-21 1999-07-13 Endress + Hauser Flowtec Ag Vortex flow sensor with a turbulence grid
EP0831303B1 (de) * 1996-08-21 2008-04-23 Endress + Hauser Flowtec AG Wirbel-Strömungsaufnehmer mit einem Turbulenzgitter
DE19647081A1 (de) * 1996-11-14 1998-05-28 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums
GB2347745A (en) * 1999-03-11 2000-09-13 David Kenneth Churches Matrix board fluid flow measuring device
US6494105B1 (en) * 1999-05-07 2002-12-17 James E. Gallagher Method for determining flow velocity in a channel
DE19959159A1 (de) * 1999-12-08 2001-06-21 Siemens Ag Luftmassenmesser
US20020176796A1 (en) * 2000-06-20 2002-11-28 Purepulse Technologies, Inc. Inactivation of microbes in biological fluids
DE10101816A1 (de) * 2001-01-17 2002-07-18 Peter Ueberall Flachdiffusor zur Änderung des Strömungsquerschnittes in einem Strömungskanal
US7056474B2 (en) * 2001-10-29 2006-06-06 Visteon Global Technologies, Inc. Hydrocarbon sensor and collector
US6758885B2 (en) * 2002-02-07 2004-07-06 Visteon Global Technologies, Inc. Screened carbon trap protection
DE10205757B4 (de) * 2002-02-12 2005-04-21 Siemens Ag Messrohr für einen Luftmassensensor und Verfahren zu dessen Herstellung
US6959696B2 (en) * 2002-04-12 2005-11-01 Briggs & Stratton Corporation Internal combustion engine evaporative emission control system
US7011180B2 (en) * 2002-09-18 2006-03-14 Savant Measurement Corporation System for filtering ultrasonic noise within a fluid flow system
US6899081B2 (en) 2002-09-20 2005-05-31 Visteon Global Technologies, Inc. Flow conditioning device
US7302862B2 (en) * 2003-04-04 2007-12-04 Omron Corporation Flow rate-measuring device
US6951617B2 (en) * 2003-09-16 2005-10-04 Purepise Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling flow profile to match lamp fluence profile
US7086390B2 (en) * 2004-11-05 2006-08-08 Briggs & Stratton Corporation Integrated fuel tank and vapor containment system
US7185640B2 (en) * 2004-11-05 2007-03-06 Briggs & Stratton Corporation Integrated fuel tank and vapor containment system
US7435289B2 (en) * 2005-09-27 2008-10-14 Briggs & Stratton Corporation Integrated air cleaner and vapor containment system
US7281525B2 (en) * 2006-02-27 2007-10-16 Briggs & Stratton Corporation Filter canister family
JP4341645B2 (ja) 2006-06-06 2009-10-07 株式会社日立製作所 流量測定装置，流量測定通路及び空気流量測定装置
US7845688B2 (en) 2007-04-04 2010-12-07 Savant Measurement Corporation Multiple material piping component
JP5174547B2 (ja) * 2007-07-10 2013-04-03 ヤマハ発動機株式会社 吸気システムおよびそれを備えた自動二輪車
JP5135137B2 (ja) * 2008-09-12 2013-01-30 アズビル株式会社 流量計及び流量制御装置
JP5010635B2 (ja) * 2009-03-18 2012-08-29 三菱重工業株式会社 熱交換器
SE538092C2 (sv) * 2012-12-04 2016-03-01 Scania Cv Ab Luftmassemätarrör
DE102013218217A1 (de) 2013-09-11 2015-03-26 Mahle International Gmbh Luftfilter
CN103487098B (zh) * 2013-09-25 2015-09-09 山东思达特测控设备有限公司 一种气体超声波流量计用降噪整流装置
EP3048432A1 (de) * 2015-01-22 2016-07-27 Sensirion AG Strömungsgitter für Strömungssondenvorrichtung
US10473021B2 (en) * 2016-11-29 2019-11-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Exhaust system and method of using
CN107167194B (zh) * 2017-05-02 2019-07-26 四川菲罗米特仪表有限公司 一种气体管道整流器
EP3421947B1 (de) 2017-06-30 2019-08-07 Sensirion AG Betriebsverfahren für eine durchflusssensorvorrichtung
TWI663356B (zh) 2017-12-18 2019-06-21 國家中山科學研究院 具備晶格狀彎管流道的管路
JP7027942B2 (ja) * 2018-02-22 2022-03-02 トヨタ自動車株式会社 蒸発燃料処理装置
DE102018213276A1 (de) * 2018-08-08 2020-02-13 Contitech Mgw Gmbh Vorrichtung zum Regeln des Dralls eines in einer Rohrleitung fließenden Fluids
US11002300B2 (en) * 2019-01-30 2021-05-11 General Electric Company Flow conditioning system
DE102019103674B4 (de) * 2019-02-13 2025-01-30 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf E. V. Durchflussmessanordnung und strömungstechnische Anordnung
US20210370008A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 Ludger Tappehorn Connection with a volume flow sensor and a homogenization unit for artificial ventilation of a patient and manufacturing process
CN116018506A (zh) * 2020-09-16 2023-04-25 株式会社博迈立铖 温度传感器和具备该温度传感器的质量流量计以及质量流量控制装置
DE102022214108B3 (de) 2022-12-21 2024-02-08 Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E. V. Anordnung zur Volumenstrommessung einer Fluidströmung und Messanordnung zur Charakterisierung einer Fluidströmung sowie Verfahren zur Charakterisierung einer Fluidströmung

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE117675C (de) *
US2270141A (en) * 1938-11-12 1942-01-13 Breeze Corp Flowmeter
US2929248A (en) * 1957-11-13 1960-03-22 Bailey Meter Co Flow meter
FR1221613A (fr) * 1957-11-13 1960-06-02 Bailey Meter Co Débitmètre et dispositif redresseur d'écoulement
US3349619A (en) * 1959-07-29 1967-10-31 Meriam Instr Company Laminar flow element and flow meter
US3191630A (en) * 1963-04-11 1965-06-29 Cottrell Res Inc Gas flow control system for sub-sonic divergent diffusers
FR1538516A (fr) * 1967-07-25 1968-09-06 Air Liquide Compteur de débit pour fluide à très basse température
US3733898A (en) * 1970-06-05 1973-05-22 Oval Eng Co Ltd Flow conditioning apparatus
JPS5137022B1 (de) * 1971-03-11 1976-10-13
NL167243C (nl) * 1974-11-06 1981-11-16 Philips Nv Massadebietmeter voor een gasvormig medium zoals lucht.
US3964519A (en) * 1974-11-18 1976-06-22 Air Monitor Corporation Fluid velocity equalizing apparatus
US3965730A (en) * 1975-04-28 1976-06-29 Ford Motor Company Vortex shedding device for use in measuring air flow rate into an internal combustion engine
NL181292C (nl) * 1976-06-08 1987-07-16 Nederlandse Gasunie Nv Inrichting voor het verbeteren van het stromingsprofiel in een gasleiding.
DE2749575A1 (de) * 1977-11-05 1979-05-10 Bosch Gmbh Robert Messonde mit mindestens einem temperaturabhaengigen widerstand zur messung der masse eines stroemenden mediums

Also Published As

Publication number Publication date
FR2434374A1 (fr) 1980-03-21
FR2434374B1 (de) 1984-12-28
GB2032117A (en) 1980-04-30
US4280360A (en) 1981-07-28
GB2032117B (en) 1983-06-29
DE2934137A1 (de) 1980-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2934137C2 (de) Strömungsmeßanordnung zum Messen einer Strömungsmenge in einem rohrförmigen Kanal
DE19852015B4 (de) Flussratensensor
EP2172657B1 (de) Strömungsrichter für ein Durchflussmessgerät, insbesondere ein Ultraschallmessgerät
DE69029810T2 (de) Gasflussmesser mit veränderlichem durchlass
DE2123024C3 (de) Einrichtung zum Gleichmaßigmachen des Strömungsprofils für Durchflußmesser
DE3854955T2 (de) Selbstmittelnde Pitot-Rohrsonde zur Messung eines Flüssigkeitsdurchflusses
DE3940931A1 (de) Durchflussmesser
DE2938801C2 (de) Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit einer Strömung
DE2212746C3 (de) Strömungsrichter
DE10124997C2 (de) Strömungsraten-Messvorrichtung
DE4016673C2 (de)
EP3388794B2 (de) Messvorrichtung zum messen einer durchflussgeschwindigkeit eines fluids
DE69206108T2 (de) Wirbelstrassen-Durchflussmesser mit zwei Sensorflügeln.
DE3239770C2 (de) Ultraschall-Meßvorrichtung
DE3032633A1 (de) Flussmessgeraet
DE3714344C2 (de)
DE19942501A1 (de) Vorrichtung zur Messung von zumindest einem Parameter eines in einer Leitung strömenden Mediums
DE10393177B4 (de) Strömungsrichtvorrichtung
DE3750965T2 (de) Wirbeldurchflussmesser.
DE3002712C2 (de)
DE2713051A1 (de) Stroemungsmesser
DE102018108729A1 (de) Strömungsleitfläche, strömungsführende Komponente einer Verbrennungskraftmaschine sowie eine Turbinenschaufel
DE2950431C2 (de) Strömungsmeßeinrichtung nach dem Prinzip der von Karman&#39;schen Wirbelstraße
DE69316471T2 (de) Wirbeldurchflussmesser
DE69214330T2 (de) Fluidischer Durchflussmesser vom Schwingungstyp

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee