DE2753118A1

DE2753118A1 - Einrichtung zur durchflussmengenmessung

Info

Publication number: DE2753118A1
Application number: DE19772753118
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Ing Zehender
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-11-29
Filing date: 1977-11-29
Publication date: 1979-06-07
Also published as: GB2009411A; JPS5483857A; FR2410258A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Durchflußmengenmessung nach der Gattung des Hauptanspruches. Bei bekannten Einrichtungen dieser Art wird die Temperatur eines temperaturabhängigen Widerstandes auf einen konstanten Wert geregelt, wobei der diesem temperaturabhängigen Widerstand zufließende Heizstrom ein Maß für die an dem temperaturabhängigen Widerstand vorbeiströmende Luftmenge ist. Die Regeleinrichtung ist in ihrem Aufbau relativ aufwendig und teuer, außerdem ist das Meßergebnis von der Temperatur des strömenden Mediums abhängig. Soll eine Temperaturunabhängigkeit vom strömenden Medium erreicht werden, sind weitere zusätzliche Schaltungsmaßnehmen erforderlich, die die Einrichtung zur Durchflußmengenmessung noch weiter verteuern.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Differenzbildung mit Hilfe von zwei temperaturabhängigen Widerständen an zwei Stellen mit verschiedenen Rohrquerschnitten und die dadurch bedingte unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit des durchströmenden Mediums Temperatureinflüsse und sonstige apparative Störeinflüsse ausgeschaltet worden.

Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die Auswertung der unterschiedlichen Temperaturen der temperaturabhängigen Widerstände relativ einfach ist und daß sich die Einrichtung besonders dafür eignet, in Dünnfilmtechnik hergestellt zu werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Pig. I die Anordnung zweier temperaturabhängige!· Widerstände in einem Rohr und Fig. 2 den einfachsten Fall einer Aus-Werteschaltung.

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In Fig. 1 ist ein Rohr 10 dargestellt, das Stellen unterschiedlichen Querschnitts aufweist. Mit F ist dabei die Stelle größeren Querschnitts gekennzeichnet und mit F„ eine Stelle kleineren Querschnittes. In dem Rohr fließt ein Medium, dessen Durchflußmenge gemessen werden soll. Beispielsweise kann das fließende Medium Kraftstoff sein und für eine Kraftstoffverbrauchsanzeige soll die durchfließende Menge gemessen werden. An der Stelle größeren Querschnittes des Rohres 10 befindet sich ein erster temperaturabhängiger Widerstand 11 und an der Stelle kleineren Querschnittes befindet sich ein zweiter temperaturabhängiger Widerstand 12. Diese Widerstände 11 und 12 haben wenigstens annähernd gleiche elektrische Eigenschaften und können als Hitzdraht- oder Heißfilmwiderstände ausgebildet sein. Sie sind, wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, Bestandteil einer Brückenschaltung und untereinander in Reihe geschaltet, wobei der Verbindungspunkt der beiden Widerstände 11 und 12 ein Punkt einer Brückendiagonale der Brückenschaltung ist, die neben den temperaturabhängigen Widerständen 11 und 12 noch temperaturunabhängige Widerstände 13 und lh aufweist. Die Brückenschaltung mit den Widerständen 11, 12, 13 und 14 wird mit konstanter Spannung oder konstantem Strom betrieben, so daß sich eine Übertemperatur der Widerstände 11 und 12 gegenüber dem umgebenden Gas oder der umgebenden Flüssigkeit einstellt. Durch ein strömendes Medium werden die temperaturabhängigen Widerstände 11 und 12 über den Wärmeleitungsanteil hinaus gekühlt. Der Widerstand 11 wird dabei weniger als der Widerstand 12 gekühlt werden, da die Wärmeabfuhr von der Strömungsgeschwindigkeit abhängt und die Strömungsgeschwindigkeit in dem Rohrabschnitt mit größerem Querschnitt geringer ist als in dem Rohrabschnitt mit kleinerem Querschnitt. Für die pro Zeiteinheit abgeführte Wärmemenge Q an den Widerständen 11 bzw. 12 gilt:

Q = Δ T . a_± ( λ + a₂ y ν j> c ).

Dabei ist Δ T die sich einstellende Temperaturdifferenz zwischen den Widerständen 11 bzw. 12 und dem Medium, "X die Wärmeleitung, ν die Geschwindigkeit, 9 die Dichte und c die spezifische Wärme des strömenden Mediums. Die Faktoren a₁ und a~ sind von den Dimensionen der Einrichtung abhängig. Für die Differenz der Temperatur zwischen den Widerständen 11 und 12 ergibt sich

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ΔΔΤ = F ( Λ, f^, ff )

Diese Größe ΔΔ T bestimmt das Ausgangssignal, es ist bei einem gegebenen λ und einem Querschnittsverhältnis F2/P1 von der Strömungsgeschwindigkeit ν abhängig. Der Verlauf des Ausgangssignales an der Brückendiagonale hängt außer von den Werten Λ j^ und c auch noch davon ab, ob die Heizstromstärke, die Heizspannung oder die Temperatur eines der temperaturabhängigen Widerstände 11 oder 12 konstantgehalten wird. Dabei ergibt sich, daß der durch den Verlauf der Ausgangsspannung an der Brückendiagonale bestimmte nutzbare Meßbereich beim Betrieb mit konstanter Spannung oder Stromstärke auf kleinere Strömungsgeschwindigkeiten begrenzt ist als bei der Regelung einer der beiden Widerstände 11 oder 12 auf eine konstante Übertemperatur.

Als Auswerteschaltung genügt beim Betrieb mit konstanter Spannung oder Stromstärke im einfachsten Fall eine Wheatstonesche Gleichstrombrückenschaltung, wobei die temperaturabhängigen Widerstände 11 und 12 beheizt werden. Wie schon weiter oben angedeutet, sind die Widerstände 13 und 14 temperaturunabhängig, und sollen die gleiche Temperatur, z.B. die Umgebungstemperatur aufweisen. Die Brückenschaltung ist bekannterweise so abgeglichen, daß bei einer Strömungsgeschwindigkeit = 0 die Brückenspannung AU=O wird. Bei einer Geschwindigkeit ungleich 0 stellt sich zwischen den Widerständen 11 und 12 eine Temepraturdifferenz Δ Τ und damit an der Brückendiagonale eine Spannung Δ U ein. Solange der Temperaturkoeffizient der temperaturabhängigen Widerstände 11 und unabhängig von der Temperatur des strömenden Mediums ist, wird die Anzeige der Differenzspannung Δ U an der Brückendiagonale von der Temperatur des strömenden Mediums unabhängig sein. Die Spannung Λ U der Brückdiagonale kann mit verhältnismäßig einfachen Anzeigemitteln vorgenommen werden. Ggf. ist zwischen die Brückendiagonale und ein Anzeigeinstrument ein Impedanzwandler zu schalten.

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Claims

R. 4 2 3 9

9.11.1977 Ka/Do

Robert Bosch GmbH, Stuttgart

Ansprüche

Iy Einrichtung zur Durchflußmengenmessung eines in einem rohrförmigen Körper strömenden Mediums, mit einem in dem strömenden Medium angeordneten ersten temperaturabhängigen Widerstand, welcher in einem ersten Zweig einer Brückenschaltung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter temperaturabhängiger Widerstand (12) vorgesehen ist, der in einem zweiten Zweig der Brückenschaltung angeordnet ist, daß die beiden temperaturabhängigen Widerstände (11, 12) an Stellen mit verschiedenen Rohrquerschnitten (P₁/ Fp) angeordnet sind und daß aus der Brückenverstimmung ein die Durchflußmenge charakterisierendes Signal ableitbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden temperaturabhängigen Widerstände (11, 12) einen Ast der Brückenschaltung bilden, wobei der Verbindungspunkt der beiden Widerstände ein Punkt der Brückendiagonale ist, an die eine Auswerteeinrichtung, insbesondere ein Meßinstrument angeschlossen ist

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ORIGINAL
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung an eine Konstantspannungsquelle oder an eine Konstantstroinquelle angeschlossen ist.

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