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    • 专利摘要:
    Beieiner Durchfluss-Messvorrichtung, mit einem Gehäuse (12), in dem ein Hauptströmungskanal(16) verläuft,in dem sich eine Druckänderungdes hindurchströmendenDruckmediums hervorrufende Druckänderungs-Erzeugungsmittel(23) befinden und an dessen Kanalwandung Abgriffsmündungen(26a, 26b) mehrerer Abgriffskanäle(25a, 25b) vorgesehen sind, die mit einer in oder an dem Gehäuse (12)angeordneten Durchfluss-Erfassungseinrichtung (22) verbunden sind, wobeiin Strömungsrichtung(19) vor den Abgriffsmündungen(26a, 26b) ein Einbauraum (30) zum Einbau wenigstens eines Strömungsvergleichmäßigers (31)vorgesehen ist, der zur Vergleichmäßigung der Strömung desanströmendenDruckmediums dient, ist eine Detektionseinrichtung (38) zur Erfassungdes Einbauzustands des Strömungsvergleichmäßigers (31)vorgesehen.
    公开号:DE102004005760A1
    申请号:DE200410005760
    申请日:2004-02-05
    公开日:2005-09-01
    发明作者:Volker Dipl.-Ing. Nestle
    申请人:Festo AG and Co KG；
    IPC主号:G01F1-44
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Durchfluss-Messvorrichtung, mit einem Gehäuse, indem ein Haupt-Strömungskanalverläuft,in dem sich eine Druckänderungdes hindurchströmendenDruckmediums hervorrufende Druckänderungs-Erzeugungsmittelbefinden und an dessen Kanalwandung Abgriffsmündungen mehrerer Abgriffskanäle vorgesehensind, die mit einer in oder an dem Gehäuse angeordneten Durchfluss-Erfassungseinrichtungverbunden sind, wobei in Strömungsrichtungvor den Abgriffsmündungenein Einbauraum zum Einbau wenigstens eines Strömungsvergleichmäßigers vorgesehenist, der zur Vergleichmäßigung derStrömung desanströmendenDruckmediums dient.
    [0002] Einederartige Durchfluss-Messvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 202 08 716 bekannt, beider zur Strömungsvergleichmäßigung desanströmendenDruckmediums eine Siebanordnung mit mehreren in Strömungsrichtungbeabstandet voneinander angeordneten Siebscheiben eingesetzt wird. Inder Regel besitzen Durchfluss-Messvorrichtungen einen Einbauraumzum Einbau eines solchen Strömungsvergleichmäßigers,der seinerseits dazu benötigtwird, die Strömungdes anströmendenDruckmediums zu vergleichmäßigen, insbesondereum zu bewir ken, dass das Druckmedium im Bereich der Abgriffsmündungenden zur Verfügunggestellten Strömungsquerschnittdes Haupt-Strömungskanalsnach außenbis zur Kanalwandung hin ausfüllt,sodass Messwertverfälschungen,wie sie beispielsweise bei unruhiger oder bei lediglich im Zentrumdes Haupt-Strömungskanalsstark ausgeprägterStrömungvorkommen könnten,im Wesentlichen ausgeschlossen werden. Zweckmäßigerweise ist der Strömungsvergleichmäßiger nichtbereits fester Bestandteil der Durchfluss-Messvorrichtung, da beispielsweiseje nach Platzangebot fürdie Durchfluss-Messvorrichtung unterschiedliche Strömungsvergleichsmäßiger, mitkleiner oder großerBaulänge,eingesetzt werden können.Bei separaten Strömungsvergleichmäßigern ergibtsich das Problem, dass es vorkommen kann, dass nach Einbau der Durchfluss-Messvorrichtung ineine Anlage nicht sichergestellt ist, ob zuvor der Strömungsvergleichmäßiger eingebaut wurde.Eine Überprüfung diesbezüglich mussper Demontage der Durchfluss-Messvorrichtungdurchgeführtwerden.
    [0003] Aufgabeder Erfindung ist es, eine Durchfluss-Messvorrichtung der eingangserwähntenArt zu schaffen, die gegenüberherkömmlichenDurchfluss-Messvorrichtungen eine höhere Messgenauigkeit aufweist.
    [0004] DieseAufgabe wird durch eine Durchfluss-Messvorrichtung mit den Merkmalendes unabhängigenAnspruchs 1 gelöst.Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
    [0005] Dieerfindungsgemäße Durchfluss-Messvorrichtungzeichnet sich dadurch aus, dass eine Detektionseinrichtung zur Erfassungdes aktuellen Einbauzustands des Strömungsvergleichmäßigers vorgesehenist. Es ist also möglich,im eingebauten Zustand der Durchfluss-Messvorrichtung festzustellen,ob der Strömungsvergleichmäßiger installiertist oder nicht. Es ist beispielsweise möglich vor Inbetriebnahme einerDruckmedium führendenAnlage alle eingebauten Durchfluss-Messvorrichtungen zu überprüfen, umfestzustellen ob diejenigen Durchfluss-Messvorrichtungen, die einen Strömungsvergleichmäßiger benötigen, aucheinen solchen besitzen. Somit kann gewährleistet werden, dass dieDurchfluss-Messvorrichtungen eine hohe Messgenauigkeit besitzenund die Anlage optimal arbeitet.
    [0006] AlsDruckänderungs-Erzeugungsmittelim Sinne der Anmeldung werden vorzugsweise Mittel zur Erzeugungeines definierten Druckabfalls des Druckmedium verstanden, beispielsweisein Form einer Querschnittsverjüngungdes Haupt-Strömungskanalsoder in Form eines eingebauten Strömungswiderstands, zweckmäßigerweiseeines sogenannten Laminar-Flow-Elements oder einer Blende. Alternativwäre esjedoch auch möglichals Druckänderungs-ErzeugungsmittelMittel zur Erhöhungdes Drucks in Strömungsrichtungeinzusetzen, beispielsweise einen Diffusor.
    [0007] Besondersbevorzugt ist die Detektionseinrichtung fluidisch wirkend ausgebildet,beispielsweise kann ein fluidisches Messsignal durch die Detektionseinrichtungdetektiert werden, das charakteristisch für den aktuellen Einbauzustanddes Strömungsvergleichmäßigers ist.
    [0008] Prinzipiellwäre esjedoch auch möglich,die Detektionseinrichtung elektrisch wirkend auszubilden, beispielsweisein der Weise, dass durch die Detektionseinrichtung ein elektrischesMesssignal detektiert wird, um daraus den Einbauzustand des Strömungsvergleichmäßigers abzuleiten.Beispielsweise könnteim Einbauraum ein elektrischer Kontakt vorgesehen sein, der beiEinbau des Strömungsvergleichmäßigers durcheinen insbesondere am selbigen angebrachten Gegenkontakt kontaktiertwird und ein elektrisches Signal an die Detektionseinrichtung abgibt.
    [0009] Inbevorzugter Weise besitzt die Detektionseinrichtung wenigstens einenin den Einbauraum mittels wenigstens einer Messkanalmündung mündendenMesskanal, mit dem ein fluidisches Messsignal abgreifbar ist. DieDetektionseinrichtung besitzt ferner eine mit dem Messkanal gekoppelteAuswerteeinheit zur Auswertung des Messsignals, um in Abhängigkeitdes abgegriffenen fluidischen Messsignals eine Beurteilung des Einbauzustandsdes Strömungsvergleichmäßigers zuermöglichen.Es ist also möglich,das durch den Haupt-StrömungskanalhindurchströmendeDruckmedium fürdie Detektion des Einbauzustands des Strömungsvergleichmäßigers zuverwenden.
    [0010] DieMesskanalmündungkann im Einbauraum derart angeordnet bzw. positioniert sein, dass siefluiddicht, abgedeckt bzw. abgedichtet ist, falls der Strömungsvergleichsmäßiger eingebautist, wodurch kein Messsignal abgegriffen wird, während die Messkanalmündung offenist, falls kein Strömungsverteiler eingebautist, wodurch wenigstens ein Messsignal abgreifbar ist. Wird alsovon der Detektionseinrichtung ein fluidisches Messsignal detektiert,kann daraus geschlossen werden, dass der Strömungsverteiler nicht eingebautist, weil dann Druckmedium vom Einbauraum über den Messkanal zur Detektionseinrichtunggelangen kann. Wird hingegen von der Detektionseinrichtung keinMesssignal detektiert, ist dies ein Zeichen dafür, dass der Strömungsverteiler eingebautwurde.
    [0011] Prinzipiellwäre esauch möglich,mit dem Abgriff eines fluidischen Messsignals den unkorrekten Einbaueines Strömungsvergleichmäßigers festzustellen,beispielsweise dann wenn die Messkanalöffnung teilweise offen ist,sodass eine Massenströmungan Druckmedium in den Messkanal gelangen kann, die von einer Massenströmung beivollständig offenerMesskanalmündungunterscheidbar ist.
    [0012] Beieiner Weiterbildung der Erfindung besitzt die wenigstens eine Messkanalmündung eineMündungsfläche, dieim Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des im Hauptkanal-Strömungskanal strömenden Druckmediumsverläuft.Somit herrscht an der Messkanalmündungsowohl statischer als auch dynamischer Druck. Prinzipiell wäre es jedoch auchmöglichdie Messkanalmündungnicht in Strömungsrichtungauszurichten, sondern derart, dass ihre Mündungsfläche parallel zur Strö mungsrichtung desDruckmediums ausgerichtet ist. In diesem Fall würde an der Messkanalmündung lediglichstatischer Druck herrschen.
    [0013] Esist möglich,dass die Messkanalmündung durchden Strömungsvergleichmäßiger selberabgedeckt wird. Alternativ kann die Abdeckung der Messkanalmündung durchden Strömungsvergleichmäßiger veranlasstwerden, beispielsweise in der Art, dass ein gesondertes Abdeckelementbeim Einbau des Strömungsvergleichmäßiger aufdie Messkanalmündunggedrücktoder geschoben wird und diese abdeckt.
    [0014] Bevorzugtsind überden Umfang des Haupt-Strömungskanals,insbesondere in regelmäßigen Abständen, mehrereMesskanalmündungenverteilt, die ihrerseits mit jeweils einem separaten oder bevorzugtmit einem gemeinsamen Messkanal verbunden sind. Beispielsweise könnten dieMesskanalmündungenmit einem Ringkanal verbunden sein, der seinerseits in den Messkanalmündet.
    [0015] DieAuswerteeinheit der Detektionseinrichtung kann sich im Messkanalbefinden, beispielsweise in einer hierfür vorgesehenen Aufnahme ander Messkanalwandung. Damit lässtsich eine Massenströmungan Druckmedium direkt im Messkanal detektieren. Alternativ wäre es möglich, eineexterne Auswerteeinheit zu verwenden, beispielsweise die Auswerteeinheitan das Durchfluss-Messgerätanzubauen.
    [0016] Inbevorzugter Weise umfasst die Detektionseinrichtung ein durch dieAbgriffskanäleunter Umgehung der Druckänderungs-Erzeugungsmittel gebildetes,mit dem Messkanal gekoppeltes Umgehungskanalsystem bzw. Bypasssystem,wobei im offenen Zustand der Messkanalmündung Druckmedium vom Messkanalin das Umgehungskanalsystem strömt,währendim abgedeckten Zustand der Messkanalmündung eine Umgehungs- bzw.Umgehungsströmungzwischen den Abgriffskanälenausgebildet ist und wobei als Auswerteeinheit die im Umgehungskanalsystemangeordnete Durchfluss-Erfassungsvorrichtung vorgesehen ist, diederart ausgebildet ist, dass die Strömung vom Messkanal in das Umgehungskanalsystemvon der Umgehungsströmungunterscheidbar ist. Damit lässtsich die ohnehin vorhandene, fürdie Durchfluss-Messung benötigte,Durchfluss-Erfassungseinrichtung auch für die Detektion des Einbauzustandsdes Strömungsvergleichmäßigers verwenden.Eine Strömungvom Messkanal in das Umgehungskanalsystem wird vorzugsweise derarterreicht, dass an der Messkanalmündungein höhererDruck herrscht, als an den beiden Abgriffsmündungen. Dies wird vorzugsweisedadurch ermöglicht, dassdie Messkanalmündungenin Strömungsrichtungdes Druckmediums im Haupt-Strömungskanal ausgerichtetist und in Strömungsrichtungströmendes,auf die Messkanalmündungauftretendes Fluid einen zusätzlichendynamischen Druck erzeugt, der höherist als die rein statischen Drückean den Abgriffskanalmündungen.
    [0017] DieDurchfluss-Erfassungseinrichtung kann derart im Umgehungskanalsystemangeordnet sein, dass ein Wechsel zwischen der Strömung vomMesskanal in das Umgehungskanalsystem und der Umgehungsströmung alsStrömungsumkehrdetektierbar ist. Die Durchfluss-Erfassungseinrichtung bzw. Auswerteeinheitkann also je nach dem ob Druckmedium vom Messkanal in das Umgehungskanalsystemoder lediglich Druckmedium innerhalb des Umgehungskanalsystems strömt von verschiedenenSeiten her angeströmtwerden, wobei dieser Richtungswechsel detektierbar ist und darauseine Beurteilung des aktuellen Einbauzustands des Strömungsvergleichmäßigers möglich ist.
    [0018] Esist möglichals Strömungsvergleichmäßiger einEinlaufelement, insbesondere Einlaufrohr, mit Einlaufstrecke für die Druckmedium-Strömung zu verwenden,wobei die Druckmedium-Strömung nach Durchströmen derEinlaufstrecke derart beruhigt ist, dass eine zuverlässige Messungdes Durchflusses möglichist. Eine Alternative zum Einlaufelement mit Einlaufstrecke isteine Siebanordnung, insbesondere mit mehreren in Strömungsrichtungbeabstandet zueinander angeordneten Siebeinsätzen, insbesondere Siebscheiben.
    [0019] DieDetektionseinrichtung kann wenigstens ein von außen sichtbares Anzeigeelementaufweisen, das zur Anzeige des aktuellen Einbauzustands des Strömungsvergleichmäßigers dient.Das Anzeigeelement kann beispielsweise eine Warnlampe sein, dieinsbesondere ständigleuchtet, falls kein Strömungsvergleichmäßiger eingebautist.
    [0020] AlsAuswerteeinheit und/oder Durchfluss-Erfassungsmittel kann eine Massenstrom-Sensoreinrichtungvorgesehen sein, die vorzugsweise wenigstens ein Hitzdrahtanemometeraufweist. Als Alternative zur Massenstrom-Sensoreinrichtung kanneine Drucksensor-, insbesondere Differenzdrucksensoreinrichtungverwendet werden.
    [0021] Einbevorzugtes Ausführungsbeispielder Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgendennäher erläutert. DieZeichnungen zeigen:
    [0022] 1 einbevorzugtes Ausführungsbeispiel dererfindungsgemäßen Durchfluss-Messvorrichtung imperspektivischen Längsschnittohne Strömungsvergleichmäßiger,
    [0023] 2 dieDurchfluss-Messvorrichtung gemäß 1 imLängsschnitt,wobei eine erste Ausführungsformeines Strömungsvergleichmäßigers eingebautist,
    [0024] 3 dieDurchfluss-Messvorrichtung gemäß 1 imLängsschnitt,wobei eine zweite Ausführungsformeines Strömungsvergleichmäßigers eingebautist und
    [0025] 4 inBild A eine vergrößerte Darstellung derEinzelheit x aus 1, wobei die dort herrschendenStrömungsverhältnisseeingezeichnet sind, und in Bild B eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Yvon 3, wobei die dort herrschenden Strömungsverhältnissedargestellt sind.
    [0026] 1 zeigtein bevorzugtes Ausführungsbeispielder erfindungsgemäßen Durchfluss-Messvorrichtung 11.Sie besitzt ein Gehäuse 12,das insbesondere blockähnlichgestaltet sein kann und das von einem bevorzugt kreiszylindrischkonturierten Aufnahme 13 durchsetzt ist. In die Aufnahme 13 istgemäß dem bevorzugtenAusführungsbeispielein als Kanaleinsatz 14 bezeichnetes, außen komplementär zu derAufnahme 13 gestaltetes, hülsenartiges Bauteil eingesetzt.Dieses definiert einen das Gehäuse 12 ineiner Längsrichtung 15 durchsetzenden Haupt-Strömungskanal 16.Es ist selbstverständlich auchmöglichDurchfluss-Messvorrichtungen 11 einzusetzen, die keinenKanaleinsatz 14 aufweisen und bei denen der Haupt-Strömungskanal 16 voneiner Gehäuseausnehmunggebildet wird.
    [0027] Diefolgenden Ausführungenbeziehen sich beispielhaft auf eine Durchfluss-Messvorrichtung 11 mitintegriertem Kanaleinsatz 14.
    [0028] DerHaupt-Strömungskanal 16 besitzteinenends einen Einlass 17 und andernends einen Auslass 18.An dem Einlass 17 kann Druckmedium in den Haupt-Strömungskanal 16 eingespeistwerden, das nach dem Hindurchströmendurch den Haupt-Strömungskanal 16 andem Auslass 18 wieder austritt. Die Strömungsrichtung durch den Hauptströmungskanalhindurch ist durch einen Pfeil bei 19 angedeutet.
    [0029] Andas Gehäuse 12 sindin beiderseitiger Verlängerungdes Kanaleinsatzes 14 zwei Anschlusskörper 20 angesetzt,die den Anschluss nicht näherdargestellter Fluidleitungen fürdie Zufuhr und Abfuhr des Druckmediums ermöglichen. Das Druckmedium kannhydraulischer oder gasförmigerArt sein. Beim Ausführungsbeispielist Druckluft vorgesehen.
    [0030] ImBereich des Umfangs der Aufnahme 13 ist das Gehäuse 12 miteiner Vertiefung 21 ausgestattet, in die eine Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 eingesetztist. Auf diese Weise ist die Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 komplettversenkt in das Gehäuse 12 eingebaut.Alternativ könntedie Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 auchaußenan das Gehäuse 12 angebautsein.
    [0031] ImInnern des Haupt-Strömungskanals 16 befindensich Druckänderungs-Erzeugungsmittel 23, dieeine Druckänderungdes durch sie hindurchströmendenDruckmediums bewirken, sodass vor den Druckänderungs-Erzeugungsmitteln 23 einanderer statischer Druck herrscht als danach. Bevorzugt sind dieDruckänderungs-Erzeugungsmittel 23 alsDruckabfall-Erzeugungsmittel ausgebildet, die einen Druckabfalldes hindurchströmendenDruckmediums bewirken, sodass vor den Druckabfall-Erzeugungsmittelnein höhererstatischer Druck herrscht als danach.
    [0032] DieDruckänderungs-Erzeugungsmittel 23 können beispielsweisevon einem sogenannten Laminar-Flow-Element gebildet sein. Bei dembevorzugten Ausführungsbeispielsind sie durch einen sich in Strömungsrichtung 19 verringerndenQuerschnitt des Haupt-Strömungskanals 16 definiert.Dieser Kanalabschnitt sei im Folgenden als Düsenabschnitt 24 bezeichnet.Er kann die Gestalt einer Venturi-Düse haben.
    [0033] ImBereich des Düsenabschnitts 24 münden mehrere,insbesondere zwei, Abgriffskanäle 25a, 25b mitin der Strömungsrichtung 19 undsomit in der Längsrichtung 15 desKanaleinsatzes 14 beabstandeten Abgriffsmündungen 26a, 26b ein.Sie durchsetzen jeweils die Wandung 27 des Kanaleinsatzes 14 unddas Gehäuse 12,wobei sie zur Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 führen unddiese somit mit den Abgriffsmündungen 26a, 26b verbinden.Im bevorzugten Ausführungsbeispielsind erste Abgriffsmündungen 26a vorgesehen,die im querschnittsgrößeren Abschnittdes Düsenabschnitts 24 liegenund stromabwärtszweite Abgriffsmündungen 26b,die im querschnittskleineren Bereich des Düsenabschnitts 24 vorgesehensind.
    [0034] Denersten Abgriffsmündungen 26a istein erster Abgriffskanal 25a zugeordnet, während den zweitenAbgriffsmündungen 26b einzweiter Abgriffskanal 25b zugeordnet ist. Die Abgriffskanäle 25a, 25b setzensich teils aus einsatzseitigen Kanalabschnitten und teils aus gehäuseseitigenKanalabschnitten zusammen. Der erste Abgriffskanal 25a ist mitdem zweiten Abgriffskanal 25b verbunden, sodass sich unterUmgehung der Druckänderungs-Erzeugungsmittel 23,insbesondere der Querschnittsverjüngung des Düsenabschnitts 24,ein Umgehungskanalsystem 28 ergibt. An den ersten Abgriffsmündungen 26a herrschtein höhererstatischer Druck als an den zweiten Abgriffsmündungen 26b, da dieersten Abgriffsmündungen 26a am querschnittsgrößeren Bereichdes Düsenabschnitts 24 liegen.Daraus ergibt sich eine Umgehungsströmung 29 von der erstenAbgriffsmündung 26a über denersten Abgriffskanal 25a und die Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 inden zweiten Abgriffskanal 25b und zur zweiten Abgriffsmündung 26b.
    [0035] Inbevorzugter Weise enthältdie Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 eine auf kalorimetrischemFunktionsprinzip basierende, nicht näher dargestellte Massenstrom-Sensoreinrichtung.Diese ist in den Verlauf des Umgehungskanalsystems 28 eingeschaltet.Die Massenstrom-Sensoreinrichtung dient zur Messung des durch die,im Vergleich zum Haupt-Strömungskanal 16,relativ kleine Durchmesser aufweisende Abgriffskanäle 25a, 25b strömenden Massenstroms,der in der Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 ausgewertetwird und zur Strömungim Haupt-Strömungskanal 16 korreliertwird.
    [0036] DieDurchfluss-Messvorrichtung 11 besitzt ferner einen Einbauraum 30 zumEinbau eines Strömungsvergleichsmäßigers 31.Der Einbauraum 30 befindet sich gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispielam in Strömungsrichtung 19 vorderenEnde des Kanaleinsatzes 14. Dort ist eine Anschlagfläche 32 vorgesehen,an die beim Einbau des Strömungsvergleichmäßigers 31 einedort befindliche Gegenanschlagfläche 33 anschlägt, womitder Strömungsvergleichmäßiger 31 axialin Strömungsrichtung 19 fixiertist.
    [0037] Die 2 und 3 zeigenzwei unterschiedliche Ausführungsformenan Strömungsvergleichsmäßigern 31 injeweils in die Durchfluss-Messvorrichtung 11 eingebautemZustand. Gemäß 2 kannals Strömungsvergleichmäßiger 31 eineSiebanordnung 34 mit mehreren in Strömungsrichtung beabstandet zueinanderangeordneten Siebeinsätzen 35 eingesetztwerden. Eine Alternative dazu ist in 3 dargestellt,in der ein Strömungsvergleichmäßiger 31 inForm eines Einlaufelementes 36 mit Einlaufstrecke 37 dargestelltist. Das Einlaufelement 36 ist zweckmäßigerweise als Einlaufrohrausgebildet.
    [0038] Esist eine Detektionseinrichtung 38 vorgesehen, die eineErfassung des Einbauzustandes des Strömungsvergleichmäßigers 31 ermöglicht.Die Detektionseinrichtung 38 ist beispielhaft anhand einer fluidischwirkenden Detektionseinrichtung 38 dargestellt, wobei fluidischeMesssignale abgreifbar sind, die durch die Detektionseinrichtung 38 ausgewertet werden,um daraus zu ermitteln, ob der Strömungsvergleichmäßiger 31 eingebautist oder nicht. In bevorzugter Weise ist dafür wenigstens ein, mittels wenigstenseiner Messkanalmündung 39 inden Einbauraum 30 mündenderMesskanal 40 vorgesehen, mit dem ein fluidisches Messsignalabgreifbar ist. Die Detektionseinrichtung 38 besitzt fernereine Auswerteeinheit 41, die mit dem Messkanal 40 gekoppeltist und zur Auswertung der abgegriffenen fluidischen Messsignaledient, wodurch in Abhängigkeitdes oder der abgegriffenen Messsignale eine Beurteilung des Einbauzustandsdes Strömungsvergleichmäßigers 31 möglich ist.
    [0039] Zweckmäßigerweisesind mehrere überden Umfang des Haupt-Strömungskanals 16 angeordneteMesskanalmündungen 39 vorgesehen,die sich vorzugsweise in Strömungsrichtung 19 derStrömung desDruckmediums befinden, d.h. deren Mündungsflächen sind im Wesentlichen senkrechtzur Strömungsrichtung 19 ausgerichtet,sodass, falls möglich,Druckmedium überdie Messkanalmündungen 39 inden Messkanal 40 gelangen kann. In bevorzugter Weise liegendie Messkanalmündungen 39 ander Anschlagfläche 32 desKanaleinsatzes 14. Ist der Strömungsvergleichmäßiger 31 nichteingebaut, so sind die Messkanalmündungen 39 offen,sodass Druckmedium in den Messkanal 40 strömt und folglichein fluidisches Messsignal abgegriffen werden kann. Ist der Strömungsvergleichmäßiger 31 eingebaut,so werden die Messkanalmündungen 39 vorzugsweisedurch die Gegenanschlagfläche 33 am Strömungsvergleichmäßiger 31 abgedeckt,sodass kein Druckmedium in den Messkanal 40 gelangen kann,womit dann auch kein fluidisches Messsignal abgegriffen werden kann.Wird also ein fluidisches Messsignal durch die Auswerteeinheit 41 detektiert, istes ein Zeichen dafür,dass kein Strömungsvergleichmäßiger 31 eingebautist und folglich die Gefahr von Fehlmessungen der Durchfluss-Messvorrichtung 11 besteht.Kommt jedoch kein fluidisches Messsignal an, so ist das ein Zeichendafür,dass der Strömungsvergleichmäßiger 31 eingebautist.
    [0040] Wiein 1 mit gestrichelten Linien dargestellt, kann dieAuswerteeinheit 41 im Messkanal 40 angeordnetsein, sodass ein fluidisches Messsignal direkt im Messkanal 40 detektiertwerden kann.
    [0041] Inbevorzugter Weise ist der Messkanal 40 jedoch mit dem Umgehungskanalsystem 28 verbunden,wobei als Auswerteeinheit 41 die Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 verwendetwird. Es ist also möglich,die fürdie Durchflussmessung vorgesehene Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 auchzusätzlich für die Detektiondes Einbauzustandes des Strömungsvergleichmäßigers 31 zunutzen.
    [0042] Die 4 zeigtim Bild A die Strömungsverhältnisseim Messkanal 40 und im Umgehungskanalsystem 28 beinicht eingebautem Strömungsvergleichmäßiger 31.Ist dieser nicht eingebaut, liegen die Messkanalmündungen 39 ander Anschlagfläche 32 desKanaleinsatzes 14 frei und Druckmedium kann über dieMesskanalmündungen 39 inden Messkanal 40 gelangen. Da die Messkanalmündungen 39 inStrömungsrichtungdes Druckmediums ausgerichtet sind, herrscht dort zusätzlich zumstatischen Druck noch dynamischer Druck. Dieser kombinierte statischund dynamischer Druck ist größer als dierein statischen Drückean den Abgriffsmündungen 26a und 26b,sodass eine Strömungvom Messkanal 40 in das Umgehungskanalsystem 28 undvon dort zu den Abgriffsmündungen 26a, 26b erzeugt wird.Die Strömungsverhältnissebei eingebautem Strömungsvergleichmäßiger 31 sindin der 4 in Bild B dargestellt. Dort sind die Messkanalmündungen 39 durchdie am Strömungsvergleichmäßiger 31 ausgebildeteGegenanschlagfläche 33 abge deckt, sodasskein Druckmedium in den Messkanal 40 gelangen kann. Folglichgelangt auch kein Druckmedium in das Umgehungskanalsystem 28.Es ist lediglich die im Normalbetrieb des Durchflussmessers bzw.Strömungswächters vorhandeneUmgehungsströmung 29 ausgebildet,die von den ersten Abgriffsmündungen 26a über dieDurchfluss-Erfassungseinrichtung 22 zu den zweiten Abgriffsmündungen 26b gerichtetist.
    [0043] DieDurchfluss-Erfassungseinrichtung 22, die bei der Detektiondes Einbauzustandes des Strömungsvergleichmäßigers 31 auchals Auswerteeinheit 41 fungiert, ist nun derart im Umgehungskanalsystem 28 positioniert,dass zwischen den Strömungsverhältnissenbei nicht eingebautem Strömungsvergleichmäßiger 31 undbei eingebautem Strömungsvergleichmäßiger 31 unterschiedenwerden kann. Dieser Unterschied ist mittels der Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 detektierbarund ggf. mittels eines von außensichtbaren Anzeigeelements 42 anzeigbar. Beispielsweisekann eine Warnlampe vorgesehen sein, die vorzugsweise dauernd oder blinkendaufleuchtet, falls kein Strömungsvergleichmäßiger 31 eingebautist. Zweckmäßigerweiseist die Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 an einer Stelle imUmgehungskanalsystem 28 positioniert, dass die beiden zuvorbeschriebenen Einbauzuständedes Strömungsvergleichmäßigers 31 mittelseiner Strömungsumkehrim Umgehungskanalsystem 28 detektierbar sind. Die Durchfluss-Erfassungseinrichtung 22 istdem ersten Abgriffskanal 25a zugeordnet, sodass diese beieiner Strömungvom Messkanal 40 in das Umgehungskanalsystem von der einenSeite und bei einer reinen Umgehungsströmung 29 von der anderenSeite angeströmtwird. Die Strömungsumkehrist beispielsweise mittels eines Hitzdrahtanemometers detektierbar,das zwei Temperatursensoren besitzt, denen jeweils ein Heizer zugeordnetist. Jeder Temperatursensor besitzt ein Konvektionsfeld an abgestrahlterWärme,sodass bei einer Strömung, dasin Strömungsrichtungvordere Konvektionsfeld den dahinter angeordnete Temperatursensorbeeinflusst, insbesondere heizt, wodurch der Heizer des rückwärtigen Temperatursensorsweniger stark nachgeheizt werden muss, um die zuvor bei Nicht-Strömung vorhandeneTemperatur wieder zu erreichen. Der in Strömungsrichtung vordere Temperatursensor mussalso stärkernachgeheizt werden, sodass, je nachdem ob der linke oder der rechteTemperatursensor stärkernachgeheizt werden muss, zu erkennen ist, von welcher Seite dieDurchfluss-Erfassungseinrichtung 22 angeströmt wird.
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] Durchfluss-Messvorrichtung, mit einem Gehäuse (12),in dem ein Haupt-Strömungskanal(16) verläuft,in dem sich eine Druckänderungdes hindurchströmendenDruckmediums hervorrufende Druckänderungs-Erzeugungsmittel(23) befinden und an dessen Kanalwandung Abgriffsmündungen (26a, 26b)mehrerer Abgriffskanäle(25a, 25b) vorgesehen sind, die mit einer in oderan dem Gehäuse (12)angeordneten Durchfluss-Erfassungseinrichtung(22) verbunden sind, wobei in Strömungsrichtung (19)vor den Abgriffsmündungen(26a, 26b) ein Einbauraum (30) zum Einbauwenigstens eines Strömungsvergleichmäßigers (31)vorgesehen ist, der zur Vergleichmäßigung der Strömung desanströmendenDruckmediums dient, dadurch gekennzeichnet, dass eine Detektionseinrichtung(38) zur Erfassung des aktuellen Einbauzustandes des Strömungsvergleichmäßigers (31)vorgesehen ist.
    [2] Durchfluss-Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (38) fluidischwirkend ausgebildet ist.
    [3] Durchfluss-Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (38)wenigstens einen in den Einbauraum (30) mittels wenigstenseiner Messkanalmündung(39) mündendenMesskanal (40) aufweist, mit dem ein fluidisches Messsignalabgreifbar ist und die eine mit dem Messkanal (40) gekoppelteAuswerteeinheit (41) zur Auswertung des Messsignals besitzt, umin Abhängigkeitdes abgegriffenen Messsignals eine Beurteilung des Einbauzustandsdes Strömungsvergleichmäßigers (31)zu ermöglichen.
    [4] Durchfluss-Messvorrichtung nach Anspruch 3, dadurchgekennzeichnet, dass die Messkanalmündung (39) im Einbauraum(30) derart angeordnet ist, dass sie fluiddicht abgedecktist, falls der Strömungsverteiler(31) eingebaut ist, wodurch kein Messsignal abgreifbarist, währenddie Messkanalmündung(39) offen ist, falls kein Strömungsvergleichmäßiger (31) eingebautist, wodurch wenigstens ein Messsignal abgreifbar ist.
    [5] Durchfluss-Messvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,dadurch gekennzeichnet, dass die Messkanalmündung (39) eine Mündungsfläche besitzt,die im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung (19)des im Haupt-Strömungskanal(16) strömenden Druckmediumsverläuft.
    [6] Durchfluss-Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Auswerteeinheit (41)im Messkanal (40) befindet.
    [7] Durchfluss-Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (38)ein durch die Abgriffskanäle(25a, 25b) unter Umgehung der Druckänderungs-Erzeugungsmittel(23) gebildetes, mit dem Messkanal (40) gekoppeltesUmgehungskanalsystem (28) umfasst, wobei im offenen Zustandder Messkanalmündung(39) Druckmedium vom Messkanal (40) in das Umgehungskanalsystem(28) strömt,währendim abgedeckten Zustand der Messkanalmündung (39) lediglicheine Umgehungsströmung(29) zwischen den Abgriffskanälen (25a, 25b) ausgebildetist und wobei als Auswerteeinheit (41) die im Umgehungskanalsystem(28) angeordnete Durchfluss-Erfassungsvorrichtung (22)vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass die Strömung vom Messkanal(40) in das Umgehungskanalsystem (28) von derUmgehungsströmung(29) unterscheidbar ist.
    [8] Durchfluss-Messvorrichtung nach Anspruch 7, dadurchgekennzeichnet, dass die Durchfluss-Erfassungseinrichtung (22)eine Einbauposition im Umgehungskanalsystem (28) aufweist,durch die ein Wechsel zwischen der Strömung vom Messkanal (40)in das Umgehungskanalsystem (28) und der Umgehungsströmung (29)als Strömungsumkehrdetektierbar ist.
    [9] Durchfluss-Messvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass als Strömungsvergleichmäßiger (31)ein Einlaufelement (36) mit Einlaufstrecke (37)für die Druckmediumströmung und/odereine Siebanordnung (34), insbesondere mit mehreren in Strömungs richtung(19) beabstandet zueinander angeordneten Siebeinsätzen (35),vorgesehen ist.
    [10] Durchfluss-Messvorrichtung einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (38)wenigstens ein von außensichtbares, mit der Auswerteeinheit (41) bzw. mit der Durchfluss-Erfassungseinrichtung(22) gekoppeltes Anzeigeelement (42), insbesondere Warnlampe,zur Anzeige des aktuellen Einbauzustands des Strömungsvergleichmäßigers (31)aufweist.
    [11] Durchfluss-Messvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass als Durchfluss-Erfassungseinrichtung (22) eineMassenstrom-Sensoreinrichtung und/oder eine Drucksensoreinrichtungvorgesehen ist.
    [12] Durchfluss-Messvorrichtung nach Anspruch 11, dadurchgekennzeichnet, dass die Massenstrom-Sensoreinrichtung wenigstensein Hitzdrahtanemometer aufweist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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