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DE102016004945A1 - Apparatus for measuring fluid flow and method of measuring - Google Patents

Apparatus for measuring fluid flow and method of measuring Download PDF

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DE102016004945A1
DE102016004945A1 DE102016004945.6A DE102016004945A DE102016004945A1 DE 102016004945 A1 DE102016004945 A1 DE 102016004945A1 DE 102016004945 A DE102016004945 A DE 102016004945A DE 102016004945 A1 DE102016004945 A1 DE 102016004945A1
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magnetic
signal
flow
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Bernhard Brinkmann
Peter Becker
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Meister Stromungstechnik GmbH
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Meister Stromungstechnik GmbH
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Abstract

Vorrichtung zum Messen einer Fluidströmung, insbesondere Gasströmung, insbesondere Luftströmung, und/oder Flüssigkeitsströmung, umfassend ein Signalgebermittel, das in der Fluidströmung umspülbar angeordnet ist, umfassend ein Magnetmittel, wobei eine Befestigungseinrichtung zur abnehmbaren Befestigung der Vorrichtung an einer Leitung mit der Fluidströmung vorgesehen ist, ein Positionssensormittel zur Registrierung eines Signales eines magnetischen Feldes des Magnetmittels durch eine Leitungswand der Leitung mit der Fluidströmung hindurch, ein Umwandlungsmittel zum Umwandeln eines magnetischen Signals in ein elektrisches Signal, ein Ausgabemittel für das elektrische Signal, wobei das Positionssensormittel zumindest ein Hallsensormittel umfasst, wobei eine mehrdimensionale Erfassung des magnetischen Feldes vernehmbar ist.Apparatus for measuring a fluid flow, in particular gas flow, in particular air flow, and / or fluid flow, comprising a signal transmitter means, which is arranged umspülbar in the fluid flow, comprising a magnetic means, wherein a fastening means for removably securing the device is provided on a line with the fluid flow, a position sensor means for registering a signal of a magnetic field of the magnetic means through a conduit wall of the conduit with the fluid flow, a conversion means for converting a magnetic signal into an electrical signal, an output means for the electrical signal, wherein the position sensor means comprises at least one Hall sensor means, wherein a multidimensional detection of the magnetic field is audible.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen einer Fluidströmung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Messen einer Fluidströmung von Anspruch 10.The invention relates to a device for measuring a fluid flow according to the preamble of claim 1 and a method for measuring a fluid flow of claim 10.

Bekannt ist es eine Strömung mittels in Fluidströmungsleitungen integrierter, vorinstallierter und programmierter Messeinrichtungen zu messen. Nachteilig ist es, dass die Messeinrichtung unflexibel ist sowohl in der Anbringung als auch in der Messung.It is known to measure a flow by means of pre-installed and programmed measuring devices integrated in fluid flow lines. The disadvantage is that the measuring device is inflexible both in the attachment and in the measurement.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache und zuverlässige Vorrichtung zum Messen einer Fluidströmung bereitzustellen, unter Vermeidung der Nachteile des Stands der Technik.The object of the present invention is to provide a simple and reliable apparatus for measuring fluid flow, while avoiding the disadvantages of the prior art.

Die Aufgabe wird erfüllt durch eine Vorrichtung zum Messen einer Fluidströmung, insbesondere Gasströmung, insbesondere Luftströmung, und/oder Flüssigkeitsströmung, umfassend ein Signalgebermittel, das in der Fluidströmung umspülbar angeordnet ist, umfassend ein Magnetmittel, wobei eine Befestigungseinrichtung zur abnehmbaren Befestigung der Vorrichtung an einer Leitung mit der Fluidströmung vorgesehen ist, ein Positionssensormittel zur Registrierung eines Signales eines magnetischen Feldes des Magnetmittels durch eine Leitungswand der Leitung mit der Fluidströmung hindurch, ein Umwandlungsmittel zum Umwandeln eines magnetischen Signals in ein elektrisches Signal, ein Ausgabemittel für das elektrische Signal, wobei das Positionssensormittel zumindest ein Hallsensormittel umfasst, wobei eine mehrdimensionale Erfassung des magnetischen Feldes vernehmbar ist.The object is achieved by a device for measuring a fluid flow, in particular gas flow, in particular air flow, and / or liquid flow, comprising a signal transmitter means, which is arranged umspülbar in the fluid flow, comprising a magnetic means, wherein a fastening means for removably attaching the device to a conduit provided with the fluid flow, a position sensor means for registering a magnetic field signal of the magnetic means through a conduit wall of the conduit with the fluid flow, a conversion means for converting a magnetic signal into an electrical signal, an output means for the electrical signal, wherein the position sensor means at least a Hall sensor means, wherein a multi-dimensional detection of the magnetic field is audible.

Vorteilhaft ist es, wenn das Positionssensormittel zwei Hallsensormittel umfasst, durch die insbesondere eine z-Komponente und eine Radialkomponente des magnetischen Feldes ausmessen ist.It is advantageous if the position sensor means comprises two Hall sensor means, is measured by the particular a z-component and a radial component of the magnetic field.

Vorteilhaft ist es, wenn zwei Hallsensormittel dieselbe Kalibirierung aufweisen, insbesondere mit etwa 30 bis 33 Kalibierpunkten.It is advantageous if two Hall sensor means have the same calibration, in particular with about 30 to 33 calibration points.

Vorteilhaft ist es, wenn das Positionssensormittel eine Rechenlogik umfasst.It is advantageous if the position sensor means comprises a computing logic.

Vorteilhaft ist es, wenn die Befestigungseinrichtung Halteflügelmittel aufweist, die insbesondere mit Bohrungen an der Leitung mit Fluidströmung zu halten sind.It is advantageous if the fastening device has holding wing means, which are to be held in particular with holes on the line with fluid flow.

Vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung von einem Umfassungsmittel umgeben ist, das im Wesentlichen mit einer Messseite an eine Leitungswand der Leitung mit der Fluidströmung angesetzt ist.It is advantageous if the device is surrounded by a surrounding means, which is essentially attached to a measuring side of a conduit wall of the conduit with the fluid flow.

Vorteilhaft ist es, wenn das Umwandlungsmittel eine Umwandlungskennlinie aufweist, die ein Verhältnis von Stromsignal zu Durchfluss der Fluidströmung darstellt, insbesondere linearisiert.It is advantageous if the conversion means has a conversion characteristic which represents a ratio of current signal to flow rate of the fluid flow, in particular linearized.

Vorteilhaft ist es, wenn die Umwandlungskennlinie vorbestimmt ist durch einen Unteren Skalenwert und einen Oberen Skalenwert.It is advantageous if the conversion characteristic is predetermined by a lower scale value and an upper scale value.

Vorteilhaft ist es, wenn als Ausgabemittel für das elektrische Signal ein Stecker vorgesehen ist, insbesondere ein 4 oder 5 poliger Stecker, insbesondere an einer Außenwand eines Umfassungsmittels.It is advantageous if a plug is provided as output means for the electrical signal, in particular a 4 or 5-pin plug, in particular on an outer wall of a Umfassungsmittels.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Messen einer Fluidströmung, insbesondere Gasströmung, insbesondere Luftströmung, und/oder Flüssigkeitsströmung, unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Signalgebermittel in der Fluidströmung umspülbar angeordnet wird, umfassend ein Magnetmittel, wobei durch ein Positionssensormittel ein Signal eines magnetischen Feldes des Magnetmittels durch eine Leitungswand der Fluidströmung hindurch registriert wird, das magnetischen Signal in ein elektrisches Signal durch ein Umwandlungsmittel umgewandelt wird und durch ein Ausgabemittel das elektrische Signal ausgegeben wird, wobei das Positionssensormittel zumindest ein Hallsensormittel umfasst, wobei eine mehrdimensionale Erfassung des magnetischen Feldes vorgenommen wird, wobei eine Befestigungseinrichtung zur abnehmbaren Befestigung an einer Leitung mit der Fluidströmung vorgesehen ist.The object is also achieved by a method for measuring a fluid flow, in particular gas flow, in particular air flow, and / or liquid flow, using a device according to one of claims 1 to 9, wherein a signal generator means is arranged umspülbar in the fluid flow, comprising a magnetic means, wherein a magnetic field signal of the magnetic means is detected by a position sensor means through a conduit wall of the fluid flow, the magnetic signal is converted into an electrical signal by a conversion means and the electrical signal is output by an output means, the position sensor means comprising at least one Hall sensor means, wherein a multi-dimensional detection of the magnetic field is performed, wherein a fastening means is provided for detachable attachment to a conduit with the fluid flow.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.Further features and advantages of the invention will become apparent from the claims and the following description in which embodiments of the subject invention in conjunction with the drawings are explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen, 1 a section through a device according to the invention for measuring,

2a eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen in Seitenansicht, 2a an inventive device for measuring in side view,

2b eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen in Vorderansicht und 2 B an inventive device for measuring in front view and

3 eine Vorrichtung in perspektivischer Ansicht. 3 a device in perspective view.

1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Messen einer Fluidströmung 2, insbesondere Gasströmung, insbesondere Luftströmung, und/oder Flüssigkeitsströmung, umfassend ein Signalgebermittel 3, das in der Fluidströmung 2 umspülbar angeordnet ist, umfassend ein Magnetmittel 4, wobei eine Befestigungseinrichtung zur abnehmbaren Befestigung der Vorrichtung an einer Leitung 12 mit der Fluidströmung 2 vorgesehen ist, ein Positionssensormittel 5 zur Registrierung eines Signales eines magnetischen Feldes des Magnetmittels 4 durch eine Leitungswand 17 der Leitung 12 mit der Fluidströmung 2 hindurch, ein Umwandlungsmittel 6 zum Umwandeln eines magnetischen Signals in ein elektrisches Signal, ein Ausgabemittel 7 für das elektrische Signal, wobei das Positionssensormittel 5 zumindest ein Hallsensormittel 8 umfasst, wobei eine mehrdimensionale Erfassung des magnetischen Feldes vernehmbar ist. In der Leitung 12 verläuft die Fluidströmung 2, wobei beispielhaft ein in einem Durchflusskasten 19 angeordnetes Magnetmittel 4 vorgesehen ist, dass gegen eine Federkraft eines Federmittels 18 ausgelenkt wird, wobei das Federmittel in einem Federkasten 20 gehalten ist. Die Auslenkungsbewegung wird durch die Vorrichtung 1 registriert und weiter umgerechnet in ein Stromsignal. Insbesondere werden eine z-Komponente und eine Radialkomponente des magnetischen Feldes des Magnetmittels registriert. 1 shows a section through a device according to the invention 1 for measuring a fluid flow 2 , in particular gas flow, in particular air flow, and / or liquid flow, comprising a signal generator means 3 that in the fluid flow 2 arranged umspülbar comprising a magnetic means 4 wherein an attachment means for removably attaching the device to a conduit 12 with the fluid flow 2 is provided, a position sensor means 5 for registering a signal of a magnetic field of the magnetic means 4 through a conduit wall 17 the line 12 with the fluid flow 2 through, a conversion agent 6 for converting a magnetic signal into an electrical signal, an output means 7 for the electrical signal, wherein the position sensor means 5 at least one Hall sensor means 8th wherein multidimensional detection of the magnetic field is audible. In the line 12 the fluid flow runs 2 exemplifying one in a flow box 19 arranged magnetic means 4 is provided that against a spring force of a spring means 18 is deflected, with the spring means in a spring box 20 is held. The deflection movement is by the device 1 registered and further converted into a current signal. In particular, a z-component and a radial component of the magnetic field of the magnetic means are registered.

Das Positionssensormittel 5 umfasst vorteilhaft zwei Hallsensormittel 8, durch die insbesondere eine z-Komponente und eine Radialkomponente des magnetischen Feldes ausmessen ist, wobei das Positionssensormittel 5 eine Rechenlogik umfasst und insbesondere noch das Umwandlungsmittel 6 integriert ist.The position sensor means 5 advantageously comprises two Hall sensor means 8th , is measured by the particular a z-component and a radial component of the magnetic field, wherein the position sensor means 5 a computational logic includes and in particular still the conversion means 6 is integrated.

Die Vorrichtung ist von einem Umfassungsmittel 16 umgeben, das im Wesentlichen mit einer Messseite 13 an eine Leitungswand 17 der Leitung 12 mit der Fluidströmung 2 angesetzt ist und flexibel und variabel angeordnet werden kann, ohne dass ein mechanischer Kontakt zum Inneren der Leitung geben sein müsste.The device is of a containment means 16 surrounded, essentially with a measurement page 13 to a conduit wall 17 the line 12 with the fluid flow 2 is attached and can be flexibly and variably arranged without mechanical contact with the interior of the pipe would have to be.

Als Ausgabemittel 7 für das elektrische Signal ist ein Stecker 14 vorgesehen, insbesondere ein 4 oder 5 poliger Stecker, insbesondere an einer Außenwand 15 des Umfassungsmittels 16.As an output device 7 for the electrical signal is a plug 14 provided, in particular a 4 or 5-pin connector, in particular on an outer wall 15 of the enclosure 16 ,

2a zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Messen in Seitenansicht. Die Befestigungseinrichtung 9 weist Halteflügelmittel 10 auf, die mit Bohrungen 11 an der Leitung 12 mit Fluidströmung 2 zu halten sind und an einem Umfassungsmittel 16 angebracht sind. 2a shows a device according to the invention 1 for measuring in side view. The fastening device 9 has retaining wing means 10 on that with holes 11 on the line 12 with fluid flow 2 to hold on and to an encompassing agent 16 are attached.

2b zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Messen in Vorderansicht mit Halteflügelmitteln 10, wobei eine Anbringung an einer Leitungswand 17 der Leitung 12 erfolgt. 2 B shows a device according to the invention 1 for measuring in front view with holding wing means 10 , wherein an attachment to a conduit wall 17 the line 12 he follows.

3 zeigt eine Vorrichtung 1 in perspektivischer Ansicht mit Umfassungsmittel 12 und Halteflügelmitteln 10 als Befestigungsmittel 9, sowie einem Ausgabemittel 7 als Stecker 14. 3 shows a device 1 in perspective view with enclosing means 12 and holding wing means 10 as a fastener 9 , as well as an output means 7 as a plug 14 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtung zum MessenDevice for measuring
22
Fluidströmungfluid flow
33
SignalgebermittelEncoder means
44
Magnetmittelmagnet means
55
PositionssensormittelPosition sensor means
66
Umwandlungsmittelconversion means
77
Ausgabemitteloutput means
88th
HallsensormittelHall sensor means
99
Befestigungseinrichtungfastening device
1010
HalteflügelmittelHolding center wing
1111
Bohrungdrilling
1212
Leitungmanagement
1313
Messseitemeasuring side
1414
Steckerplug
1515
Außenwandouter wall
1616
Umfassungsmittelcontaining means
1717
Leitungswandconduit wall
1818
Federmittelspring means
1919
DurchflusskastenFlow Box
2020
Federhalterpenholder

Claims (10)

Vorrichtung (1) zum Messen einer Fluidströmung (2), insbesondere Gasströmung, insbesondere Luftströmung, und/oder Flüssigkeitsströmung, umfassend ein Signalgebermittel (3), das in der Fluidströmung (2) umspülbar angeordnet ist, umfassend ein Magnetmittel (4), wobei eine Befestigungseinrichtung (9) zur abnehmbaren Befestigung der Vorrichtung an einer Leitung (12) mit der Fluidströmung (2) vorgesehen ist, ein Positionssensormittel (5) zur Registrierung eines Signales eines magnetischen Feldes des Magnetmittels (4) durch eine Leitungswand (17) der Leitung (12) mit der Fluidströmung (2) hindurch, ein Umwandlungsmittel (6) zum Umwandeln eines magnetischen Signals in ein elektrisches Signal, ein Ausgabemittel (7) für das elektrische Signal, wobei das Positionssensormittel (5) zumindest ein Hallsensormittel (8) umfasst, wobei eine mehrdimensionale Erfassung des magnetischen Feldes vernehmbar ist.Contraption ( 1 ) for measuring a fluid flow ( 2 ), in particular gas flow, in particular air flow, and / or liquid flow, comprising a signaling means ( 3 ), which in the fluid flow ( 2 ) is arranged umspülbar, comprising a magnetic means ( 4 ), wherein a fastening device ( 9 ) for detachable attachment of the device to a conduit ( 12 ) with the fluid flow ( 2 ), a position sensor means ( 5 ) for registering a signal of a magnetic field of the magnetic means ( 4 ) through a conduit wall ( 17 ) of the line ( 12 ) with the fluid flow ( 2 ), a conversion agent ( 6 ) for converting a magnetic signal into an electrical signal, an output means ( 7 ) for the electrical signal, wherein the position sensor means ( 5 ) at least one Hall sensor means ( 8th ), wherein a multi-dimensional detection of the magnetic field is audible. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionssensormittel (5) zwei Hallsensormittel (8) umfasst, durch die insbesondere eine z-Komponente und eine Radialkomponente des magnetischen Feldes ausmessen ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the position sensor means ( 5 ) two Hall sensors ( 8th ), is measured by the particular a z-component and a radial component of the magnetic field. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hallsensormittel (8) dieselbe Kalibirierung aufweisen, insbesondere mit etwa 30 bis 33 Kalibierpunkten. Device according to one of claims 1 to 2, characterized in that two Hall sensor means ( 8th ) have the same calibration, in particular with about 30 to 33 calibration points. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionssensormittel (5) eine Rechenlogik umfasst.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the position sensor means ( 5 ) comprises an arithmetic logic. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (9) Halteflügelmittel (10) aufweist, die insbesondere mit Bohrungen (11) an der Leitung (12) mit Fluidströmung (2) zu halten sind.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fastening device ( 9 ) Holding wing means ( 10 ), in particular with bores ( 11 ) on the line ( 12 ) with fluid flow ( 2 ) are to be kept. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung von einem Umfassungsmittel (16) umgeben ist, das im Wesentlichen mit einer Messeite (13) an eine Leitungswand (17) der Leitung (12) mit der Fluidströmung (2) angesetzt ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the device is provided by a containment means ( 16 ), essentially with a measuring side ( 13 ) to a conduit wall ( 17 ) of the line ( 12 ) with the fluid flow ( 2 ) is set. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwandlungsmittel (6) eine Umwandlungskennlinie aufweist, die ein Verhältnis von Stromsignal zu Durchfluss der Fluidströmung (2) darstellt, insbesondere linearisiert.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the conversion means ( 6 ) has a conversion characteristic which has a ratio of current signal to flow rate of the fluid flow ( 2 ), in particular linearized. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungskennlinie vorbestimmt ist durch einen Unteren Skalenwert und einen Oberen Skalenwert.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the conversion characteristic is predetermined by a lower scale value and an upper scale value. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgabemittel (7) für das elektrische Signal ein Stecker (14) vorgesehen ist, insbesondere ein 4 oder 5 poliger Stecker, insbesondere an einer Außenwand (15) eines Umfassungsmittels (16).Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that as output means ( 7 ) for the electrical signal a plug ( 14 ) is provided, in particular a 4 or 5-pin plug, in particular on an outer wall ( 15 ) of an enclosing means ( 16 ). Verfahren zum Messen einer Fluidströmung (2), insbesondere Gasströmung, insbesondere Luftströmung, und/oder Flüssigkeitsströmung, unter Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Signalgebermittel (3) in der Fluidströmung (2) umspülbar angeordnet wird, umfassend ein Magnetmittel (4), wobei durch ein Positionssensormittel (5) ein Signal eines magnetischen Feldes des Magnetmittels (4) durch eine Leitungswand (17) der Fluidströmung (2) hindurch registriert wird, das magnetischen Signal in ein elektrisches Signal durch ein Umwandlungsmittel (6) umgewandelt wird und durch ein Ausgabemittel (7) das elektrische Signal ausgegeben wird, wobei das Positionssensormittel (5) zumindest ein Hallsensormittel (8) umfasst, wobei eine mehrdimensionale Erfassung des magnetischen Feldes vorgenommen wird, wobei eine Befestigungseinrichtung (9) zur abnehmbaren Befestigung an einer Leitung (12) mit der Fluidströmung (2) vorgesehen ist.Method for measuring a fluid flow ( 2 ), in particular gas flow, in particular air flow, and / or liquid flow, using a device ( 1 ) according to any one of claims 1 to 9, wherein a signaling means ( 3 ) in the fluid flow ( 2 ) is arranged umspülbar, comprising a magnetic means ( 4 ), wherein by a position sensor means ( 5 ) a signal of a magnetic field of the magnetic means ( 4 ) through a conduit wall ( 17 ) of the fluid flow ( 2 ), the magnetic signal is converted into an electrical signal by a conversion means ( 6 ) and by an issuing means ( 7 ) the electrical signal is output, wherein the position sensor means ( 5 ) at least one Hall sensor means ( 8th ), wherein a multi-dimensional detection of the magnetic field is performed, wherein a fastening device ( 9 ) for removable attachment to a pipe ( 12 ) with the fluid flow ( 2 ) is provided.
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