DE1498385A1 - Durchflussmesser fuer Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Durchflussmesser für Flüssigkeiten Unter den zahlreichen physikalischen Methoden1 Flüssigkeits durchflussiengen bzw. Durchflussgeschwindigkeiten zu messen gibt es auch solche, bei denen die Differenzdruck-Messung herangezogen wird, zwischen einer Durchflusstelle erhöhter Geschwindigkeit und einer zweiten Stelle, wo lediglich der statische Druck wirksam ist. Im allgemeinen misst man bei Anwendung dieses physikalischen Prinzips nur mit Hilfe von Steigrohren oder von Manometern.
• Bei der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisches Feintastverfahren angewandt, um eine ausserordentlich kleine Durchbiegung einer Messmembran zu beliebig vergrösserter Anzeige zu bringen. Der Vorteil einer solchen Messmethode ist der, dass die Anordnung ausserordentlich einfach und robust wird, und dass die Messtelle so gut wie keine Rückwirkung auf die durchströmende Flüssigkeit hat, d. h. es tritt vor allem so gut wie kein Druckverlust an der Messstelle auf. Da die Grössenordnung der Membranbewegungen, die hier für die Messungen in Frage kommen, max. bei 1/lo mm liegt, sehr leicht aber auch in der Grenze von 1 /100 mm gehalten werden kann, so ergeben sich kaum Schwierigkeiten in Bezug auf Anbringung und Gestaltung einer Membran, die allen mechanischen und korrosiven Beanspruchungen gewachsen ist. Es macht wegen der Kleinheit der Bewegungen auch keine Schwierigkeiten, die Membranbewegung aus dem Flüssigkeitsraum hinaus über ein zweites elastisches G1 i d nach aussen zu übertragen, so dass das elektrische Tastsystem sich ausserhalb der Flüssigkeitsräume befindet.
• Als elektrisches Tastsystem kommt vornehmlich ein neuartiges elektromagnetisches System in Frage, bei dem Çeldplatten (ein Halbleiter-Bauelement der 99W) oder Hall-Sonden verwandt werden in der Form, dass die zu messende kleine Wegveränderung eine Flussveränderung in einer Feldplatte oder relativ zu zwei Feldplatten hervorruft, wodurch in den Feldplatten Widerstandsänderungen entstehen, welche über eine Brückenschaltung zur Anzeige gebracht werden.
• Da man bei dem genannten elektromagnetischen Tastsystem unschwer auch eine e Differenzen- bzw. Quotientenmethode anwenden kann, so lassen sich leicht die Grundfehler, die durch Temperatur- und Spannungs einflüsse entstehen, eliminieren.
• Man wird im allgemeinen die statische Flüssigkeitskammer und den verengten Messkanal dicht beieinander kommunizierend anbringen, eo dass die Messmembran direkt in der Trennwand liegt an der Stelle, wo der Durchflusskanal seine grösste Enge aufweist, wo also die Durchflussgeschwindigkeit ihr Maximum hat, Dabei wird man durch einen Stössel die kleine Bewegung beispielsweise durch die statische Kammer hindurch und über ein weiteres elastisches Glied nach aussen übertragen, um sie dort auf den Feldplattenindikator zu bringen Die zweite elastische Durchführung muss natürlich so ausgeführt sein, dass die statischen Drucke bzw. der Druckunterschied zwischen der statischen Kammer und dem Aussenraum in diess Messung tunlichst nicht eingeht. Das erreicht man einmal dadurch, dass das elastische Hiltselement für den Wanddurchgang sehr kleinflächig gehalten ist. Noch gründlicher löst man dieses Teilproblem dadurch1 dass man über einen Winkelhebel durch die Wand geht, so dass in der Wand als elastisches Element mehr oder weniger eine Gelenkstelle liegt, die gegen die Drukdifferenz nun vollkommen unempfindllch ist.
• Eine andere Ausführungsvariante des Erfindungsgedankens würde so aussehen, dass der statische Flüssigkeitskanal und der dynamische Durchflusskanal so auseinander gegabelt werden, dass zwischen beiden ein Zwischsnraum entsteht, in dem der Nessindikator untergebracht sein kann, oder in den wenigstens ein Messhebel eingreifen kann1 der zul Messindikator führt. Es wUrden sich dann zwei elastische Membranen gegenüberstehen, eine an der statischen Kammer, die andere in der Wand des Druchflusskanals, so dass die Druckdifferenzen nach aussen voll kompensiert werden.
• Der Erfindungsgedanke schliesst die Möglichkeit ein, eine Differentialmessung zwischen zwei Durchflusskanälen ebenfalls in der vorauf geschilderten Weise durchzuführen, und dadurch über den Indikator Steuerwerte zu erzielen, die wiederum zur Verhältnissteuerung der beiden Flüssigkeitsdurchströmungen dienen können.
• Endlich ist es nach dem Erfindungsgedanken auch möglich die Druckmesskammern lit du Feldplattenindikator zu einer Einheit abseits der eigentlichen Durchströmkanäle zu vereinigen, und nunmehr diese Euckmesskammern lediglich hydraulisch mit den kritischen Messtellen au verbinden Die erfindungsgemässe Einrichtung ist ebenso gut wie für Flüssig keiten auch für Gase benutzbar.
• Fig. 1 zeigt eine Durchflussanordnung für beliebige Flüssigkeiten und Gase, bei der in des düsenartig verengten Kanal (1) aufgrund der erhöhten Geschwindigkeit ein Unterdruck auftritt, der mittels der Membran (4) als Differenz-Unterdruck zu der statischen Kammer (2) genossen wird. Die statische Kammer (2) ist durch relativ kleine Öffnungen bzw. Kanäle (3) mit dem Hauptflüssigk.itsdurchgang verbunden Die Membran (4) ist über einen Stössel mit dem Feinweg-Indikator (5) verbunden, wobei man sich den Indikator(5) räumlich fixiert, dh, fest verbunden mit dem Messrohr-System vorstellen muss.
• Fig. 2 zeigt eihe ähnliche Anordnung, bei der lediglich die Übertragung der Bewegung von der Messmembran auf den Indikator über ein Hebelsystem (7) geht, sodass der elatische Wanddurchgang (8) gleichzeitig die Gelenkstelle bildet. Es kann an die Stelle eines buchsenartigen (z. B. Gummi- ) Elementes (8) natürlich auch eine Membran treten, die in diesem Fall auf Drehbiegung beansprucht wird.
• Fig. 3 zeigt eine Anordnung mit abgezweigtem statischen Kanal (2), wo der Indikator (5) zwischen beiden Messmembranen (4) eingekoppelt ist. Der Verbindungsstössel verbindet die beiden Membranen starr und der Indikator (5) ist wiederum gehäusefest angeordnet.
• Schliesslich zeigt zeigt 4 eine Anordnung mit zwei getrennten Messkanälen (9) und (10), die von verschiedenen Stoffen durchströmt sein können, deren Mengen bezw. Mischverhältnis fortlaufend angezeigt bzw. gesteuert werden soll.
• Der Indikator (5) befindet sich wiederum zwischen den beiden Messmembranen (4) und zeigt einen Wert an, der dem Durchströmmengenverhältnis der beiden Substanzen entspricht

Claims (9)

1. Patentansprüche 1) Durchflussmesser für Flüssigkeiten dadurch gekennzeichnet, dass eine Membran, die zwischen einer statischen Flüssigkeitskammer und einem verengten Kanal mit erhöhter Durchflussgeschwindigkeit angeordnet ist, ihre durch die Druckdifferenz hervorgerufene Durehbiegung auf ein elektrisches bzw. elektromagnetisches Feinweg-Tastsystem überträgt, wobei letzteres die Anzeige-bz*. Steuerwerte gibt.
2. 2) Durchflussmesser für Flüssigkeiten gemäss 1) dadurch gekennzeichnet, dass das Feinweg-Tastsyetem aus permanentmagnetischem Kreis und Feldplatte (n) bzw. Hall-Sonde besteht, so dass die Widerstandsänderung dieser Sonde (n) zur Anzeige der Durchflussgeschwindigkeit oder zur Steuerung beliebiger Vorgänge in Abhängigkeit von der Durchflussgeschwindigkeit dient.
3. 3) Durchflussmesser für Flüssigkeiten gemäss 1) und 2) dadurch gekennzeichnet, dass die statische Flüssigkeitskammer und der Messkanal in direkter kommunizierender Verbindung stehen.
4. 4) Durchflussmesser für Flüssibkeiten gemäss 1) bis 3) dadurch gekennzeichnet, dass das Tndikatorsystem, bestehend aus permanentmagnetischem Kreis und Feldplatte, insbesondere als Differentialsystem mit Brückenkreis ausgebildet ist.
5. 5) DurchLlussmesser für Flüssigkeiten gemäss 1) bis 4) dadurch gekennzeichnet, dass der Wanddurchgang des-Mess-Stössels durch einen kleinen elastischen Balgen bewirkt wird.
6. 6) Durchflussemesser für Flüssigkeiten gemäss 1) bis 4) dadurch gekennzeichnet, dass der Wanddurchgang des kleinen Messweges über+ ein Rebelsystem geleitet wird, dessen Drehpunkt in einer Membran oder einer Drehschub-Buchse aus einem elastischen Stoff liegt.
7. 7) Durchflussmesser für Flüssigkeiten gemäss 1) und folgenden, dadurch gekennzeichhet, dass die statische Flüssigkeitskammer ebenfalls als Kanal (geringer Durchlaufgeschwindigkeit) ausgebildet ist und gegabelt gegenüber dem Messkanal derart geführt ist dass zwischen beiden Kanälen ein freier Raum gebildet wird, in dem der Mess-Stössel (evtl. auch das Mess-System) angeordnet ist, wobei der Mess-Stössel mit jeder der beiden Flüssigkeitskammern über eine druckempfindliche Membran in Verbindung steht.
8. 8) Durchflussmesser für Flüssigkeiten gemäss 1) bis 7) dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzdruckmessung insbesondere gemäss 6) zwischen beliebigen Kanälen, die die gleiche oder verschiedene Flüssigkeiten führen, vorgenomien wird, eo dass die Relation zwischen den beiden Strömungen zur Anzeige gebracht wird oder zur Steuerung beliebiger Vorgange) insbesondere zur Steuerung der Flüssigkeitsmengen-Verhältnisses selbst, benutzt wird.
9. 9) Durchflusseseer für Flüssigkeiten gemäss 1) bis 8) dadurchgekennzeichnet, dass die Druckmesskammer (n) abseits der F2üssigkeits-Hauptleitungen angeordnet ist (sind) unter dirskter Vereinxgung mit dem elektrischen bzw. wlektromagnetischen Feintastsystem, wobei sie mit den Hauptleitungen hydraulisch verbunden ist (sind).