DE102008037863A1 - Optical flow sensor - Google Patents

Optical flow sensor Download PDF

Info

Publication number
DE102008037863A1
DE102008037863A1 DE102008037863A DE102008037863A DE102008037863A1 DE 102008037863 A1 DE102008037863 A1 DE 102008037863A1 DE 102008037863 A DE102008037863 A DE 102008037863A DE 102008037863 A DE102008037863 A DE 102008037863A DE 102008037863 A1 DE102008037863 A1 DE 102008037863A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light guide
flow
flow sensor
sensor according
fluid
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.)
Withdrawn
Application number
DE102008037863A
Other languages
German (de)
Inventor
Markus Koch
Hans-Jürgen Dr. Schrage
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.)
GESAMTHOCHSCHULE PADERBOR, University of
Universitat-Gesamthochschule Paderborn
Siemens AG
Original Assignee
GESAMTHOCHSCHULE PADERBOR, University of
Universitat-Gesamthochschule Paderborn
Siemens AG
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
Application filed by GESAMTHOCHSCHULE PADERBOR, University of, Universitat-Gesamthochschule Paderborn, Siemens AG filed Critical GESAMTHOCHSCHULE PADERBOR, University of
Priority to DE102008037863A priority Critical patent/DE102008037863A1/en
Priority to PCT/EP2009/005903 priority patent/WO2010017993A2/en
Publication of DE102008037863A1 publication Critical patent/DE102008037863A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • G01F1/05—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
    • G01F1/28—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 by drag-force, e.g. vane type or impact flowmeter
    • 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
    • G01F1/3218—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 bluff body design
    • 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
    • G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/02—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen optischen Strömungssensor zur Messung einer Fließgeschwindigkeit und/oder Fließrichtung eines Fluids, insbesondere eines Gases, eines Gasgemisches, einer Flüssigkeit oder eines Flüssigkeitsgemisches, mit mindestens einem Lichtleiter. Der Lichtleiter weist eine verformungssensitive Zone auf, die in einem zu messenden Fluidstrom anordenbar ist. An einem Ende des Lichtleiters ist eine Auswerteeinheit für eine Messung einer Verformung des Lichtleiters angeschlossen.The invention relates to an optical flow sensor for measuring a flow velocity and / or flow direction of a fluid, in particular a gas, a gas mixture, a liquid or a liquid mixture, with at least one light guide. The light guide has a deformation-sensitive zone, which can be arranged in a fluid flow to be measured. At one end of the light guide, an evaluation unit for measuring a deformation of the light guide is connected.

Description

Die Erfindung betrifft faseroptische Systeme zur Strömungsmessung.The The invention relates to fiber optic systems for flow measurement.

Ein optischer Lichtleiter überträgt ein optisches Signal, indem das Signal im Kern des Leiters am Verlassen des Leiters durch Totalreflexion an dem Übergang zu einem äußeren Medium gehindert wird. Damit wird erreicht, dass die Übertragung wie mit einem elektrischen Kabel erfolgen kann. Dieses Prinzip ist allgemein bekannt und in vielen Lehrbüchern beschrieben. In neuerer Zeit ist eine Vielzahl von Sensoren bekannt geworden, die sich optischer Lichtleiter bedienen. In US 5,321,257 sind faseroptische Biegesensoren beschrieben, bei denen auf einem Teil der Faser durch Störung der Oberfläche sensitive Bereiche erzeugt werden, die bei Beugung der Faser deutliche Unterschiede in der optischen Übertragungsleistung verursachen.An optical fiber transmits an optical signal by preventing the signal in the core of the conductor from leaving the conductor by total reflection at the interface to an external medium. This ensures that the transmission can take place as with an electrical cable. This principle is well known and described in many textbooks. Recently, a variety of sensors have become known which use optical fiber. In US 5,321,257 Fiber-optic bending sensors are described in which on a part of the fiber by disturbing the surface sensitive areas are generated, which cause significant differences in the optical transmission power when diffracted by the fiber.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, preiswerte und vielseitig einsetzbare Einrichtung zur Messung von Strömungsgeschwindigkeiten von Fluiden anzugeben.Of the present invention has for its object to provide a simple, inexpensive and versatile device for measuring Specify flow rates of fluids.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen optischen Strömungssensor mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention this task by an optical flow sensor with solved the features specified in claim 1. advantageous Further developments of the present invention are in the dependent Claims specified.

Der erfindungsgemäße optischer Strömungssensor zur Messung einer Fließgeschwindigkeit und/oder Fließrichtung eines Fluids, insbesondere eines Gases, eines Gasgemisches, einer Flüssigkeit oder eines Flüssigkeitsgemisches, umfaßt mindestens einem Lichtleiter, der eine verformungssensitive Zone aufweist, die in einem zu messenden Fluidstrom anordenbar ist. An einem Ende des Lichtleiters ist eine Auswerteeinheit für eine Messung einer Verformung des Lichtleiters angeschlossen. Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass Lichtleiter verwendet werden, von denen ein Teil beispielsweise durch eine spezielle geometrische Ausgestaltung für Biegung, Streckung oder Torsion sensitiviert ist, und der sensitivierte Teil des Lichtleiters vom zu untersuchenden Fluid umströmt wird.Of the Optical flow sensor according to the invention for measuring a flow velocity and / or flow direction a fluid, in particular a gas, a gas mixture, a liquid or a liquid mixture, comprises at least a light guide having a strain sensitive zone, which can be arranged in a fluid flow to be measured. At one end the light guide is an evaluation unit for a measurement a deformation of the optical fiber connected. An essential Aspect of the present invention is that optical fiber be used, part of which, for example, by a special geometric design for bending, stretching or Torsion is sensitized, and the sensitized part of the light guide flows around the fluid to be examined.

Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Lichtleiter derart ausgestaltet ist, daß er durch den zu messenden Fluidstrom zu Schwingungen angeregt wird. Außerdem ist die Auswerteeinheit zur Ermittlung von Charakteristiken der Schwingungen des Lichtleiters ausgestaltet. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise zur Ermittlung von Amplitude und/oder Frequenz der Schwingungen des Lichtleiters ausgestaltet sein.Corresponding a preferred embodiment of the present invention is the Fiber optic is designed such that it passes through the measuring fluid flow is excited to vibrate. Furthermore is the evaluation unit for determining characteristics of the Vibrations of the light guide designed. The evaluation unit For example, to determine the amplitude and / or frequency of Be configured vibrations of the light guide.

Der Lichtleiter kann eine bei Anströmung durch den zu messenden Fluidstrom schwingungsverstärkende Ummantelung aufweisen. Auf diese Weise wird die Messempfindlichkeit des Strömungssensors erhöht. Alternativ oder zusätzlich kann der Lichtleiter eine bei Anströmung durch den zu messenden Fluidstrom torsionsverstärkende Ummantelung aufweisen. Zur Ermittlung von Strömungsrichtungen weist der Lichtleiter vorteilhafterweise eine Ummantelung mit einem tragflügelartigen Querschnitt auf.Of the Light guide can be a flow through the to be measured Fluid flow vibration-enhancing sheathing have. In this way, the measuring sensitivity of the flow sensor elevated. Alternatively or additionally, the optical fiber a torsionsverstärkende when flowing through the fluid flow to be measured Have sheath. For determining flow directions the light guide advantageously has a sheath with a wing-like cross section.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe Invention will become apparent from an embodiment explained in more detail with reference to the drawing. It shows

1 eine schematische halbperspektivische Darstellung eines optischen Strömungssensors, 1 a schematic semi-perspective view of an optical flow sensor,

2 den in 2 dargestellten Strömungssensor in der Draufsicht, 2 the in 2 illustrated flow sensor in plan view,

3 Beispiele für vorteilhafte Querschnitte eines vom optischen Strömungssensor gemäß 1 umfassten Lichtleiters. 3 Examples of advantageous cross sections of the optical flow sensor according to 1 included light guide.

Im Sinne einer besseren Anschaulichkeit wird die Wirkungsweise des in den 1 und 2 dargestellten optischen Strömungssensors nachfolgend für ein Szenario einer Anströmung des Strömungssensors mit Luft in einem Windkanal 20 erläutert. Dabei gewonnene Erkenntnisse lassen sich auf eine Anströmung des Strömungssensors mit anderen Fluiden übertragen.In the sense of a better vividness, the mode of action in the 1 and 2 shown optical flow sensor following for a scenario of flow of the flow sensor with air in a wind tunnel 20 explained. Insights gained can be transferred to a flow of the flow sensor with other fluids.

In den Windkanal 20 wird von einer Seite eine Luftströmung 10 eingeblasen, die den Kanal auf der anderen Seite verläßt. Durch radial gegenüberliegende Bohrungen werden ein oder mehrere Lichtleiter 32, 32a, 32b und 32c durch den Kanal geführt. Es handelt sich um Lichtleiter, die auf dem im Inneren des Windkanals 20 angeordneten Abschnitten 33, 33a, 33b, 33c verformungssensitiv sind. Aufgrund dessen verändert sich bei einer Dehnung, Torsion oder Verbiegung die Übertragungsleistung der von den Lichtquellen 31a, 31b, 31c eingespeisten Signale bei den Auswerteeinheiten 40a, 40b, 40c ankommenden Signale. Üblicherweise tritt eine Verminderung der Übertragungsleistung ein. Die Lichtleiter sind an der Durchtrittsstelle durch die Wandung des Windkanals fixiert.In the wind tunnel 20 becomes an air flow from one side 10 injected, leaving the channel on the other side. By radially opposite holes are one or more optical fibers 32 . 32a . 32b and 32c guided through the canal. These are light guides that are located on the inside of the wind tunnel 20 arranged sections 33 . 33a . 33b . 33c are deformation-sensitive. Due to this, the transmission power of the light sources changes upon elongation, torsion or bending 31a . 31b . 31c fed signals at the evaluation units 40a . 40b . 40c incoming signals. Usually, a reduction of the transmission power occurs. The light guides are fixed at the point of passage through the wall of the wind tunnel.

Grundsätzlich kann ein einzelner Lichtleiter verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform werden mehrere Lichtleiter in unterschiedlichem radialen Abstand eingerichtet, so dass unterschiedliche Strömungsverteilungen über den Querschnitt bestimmt werden können. Im folgenden wird jedoch nur noch auf einen einzelnen Lichtleiter Bezug genommen und die Erweiterung auf mehrere Lichtleiter nicht mehr beschrieben. Dabei ist zu berücksichtigen, dass weiter vom Mittelpunkt entfernte Lichtleiter die Randströmung erfassen. In der Mitte angeordnete Lichtleiter werden grundsätzlich auch von der entsprechenden Randströmung erfasst. Allerdings ist die Strömung üblicherweise in der Mitte am höchsten, so dass die zentral liegenden Lichtleiter vorrangig die Strömung in der Mitte erfassen.In principle, a single optical fiber can be used. In the preferred embodiment, a plurality of optical fibers are set at different radial distances so that different flow distributions across the cross-section can be determined. In the following, however, reference is only to a single optical fiber reference genome men and the extension to several light guides are no longer described. It should be noted that more distant from the center of light guides detect the edge flow. In principle, light guides arranged in the middle are also detected by the corresponding edge flow. However, the flow is usually highest in the middle, so that the centrally located light guides primarily capture the flow in the middle.

Im einfachsten Fall wird der Lichtleiter durch den Winddruck verformt und das entsprechende Signal relativ statisch ausgewertet. Allerdings sind die statischen Signale relativ gering. Hinreichend gespannte Lichtleiter werden durch den vorbeistreichenden Wind und aufgrund einer durch die Sensitivierung nicht mehr vollständig glatten und symmetrischen Oberfläche zum Schwingen angeregt. Dabei nimmt die Amplitude mit zunehmender Windgeschwindigkeit zu.in the In the simplest case, the light guide is deformed by the wind pressure and evaluated the corresponding signal relatively static. Indeed the static signals are relatively low. Sufficiently tense Light guides are due to the passing wind and due one by the sensitization no longer completely smooth and symmetrical surface excited to vibrate. It takes the amplitude increases with increasing wind speed.

Wenn auf die Lichtleiter Zusätze aufgebracht werden, kann die Sensitivität und Selektivität erhöht werden. Dies wird an den in 3 dargestellten beispielhaften Querschnitten der Lichtleiter deutlich. Fall A spiegelt einen unbehandelten Lichtleiter wider, dessen Wirkungsweise bereits vorangehend beschrieben ist. In Fall B ist ein Lichtleiter dargestellt, der zusätzlich ummantelt wurde, um einen größeren Querschnitt zu erreichen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Lichtleiter entsprechend Fall A ein zu geringes Signal liefert. Die Ummantelung muss in diesem Fall nicht fest mit dem Lichtleiter verbunden sein, sondern kann als Schlauch aufgeschoben werden.When additives are applied to the optical fibers, the sensitivity and selectivity can be increased. This will be sent to the in 3 illustrated exemplary cross sections of the light guide clearly. Case A reflects an untreated light guide, the operation of which has already been described above. In case B, a light guide is shown, which was additionally sheathed to achieve a larger cross-section. This is particularly advantageous if a light guide according to case A provides a too low signal. In this case, the sheathing does not have to be firmly connected to the light guide, but can be pushed on as a hose.

In Fall C ist eine unsymmetrische Ummantelung dargestellt, bei der eine tragflügelartige Tropfenform gewählt wurde und die stumpfe Seite zum Luftstrom zeigt. Wird der Querschnitt in Tragflächenform gewählt, also unsymmetrisch auch in Richtung quer zum Luftstrom, erfolgt durch den Auftrieb zusätzlich eine Torsion, die in der Regel eine höhere Amplitude liefert als eine reine Durchbiegung. Auch hier treten Schwingungen auf, deren Amplitude von der Luftgeschwindigkeit abhängt.In Case C is an asymmetrical sheath shown in the a wing-like drop shape was chosen and shows the blunt side to the airflow. Will the cross section chosen in wing shape, so unbalanced also in the direction transverse to the air flow, carried by the buoyancy in addition a twist, which is usually higher Amplitude delivers as a pure deflection. Again, vibrations occur whose amplitude depends on the air speed.

In Fall D sind Ummantelungen dargestellt, deren Querschnitt einem Flügelrad gleicht. Diese Form bewirkt eine starke Torsion und relativ geringe Schwingneigung. Entsprechend Fall E sind mehrere Fasern in eine gemeinsame Ummantelung eingebettet. Auf diese Weise wird ein robustes Äquivalent eines Staudruck-Messers realisiert, der zumindest zwei Lichtleiter umfasst, die ein näherungsweise ähnliches in der Summe jedoch stärkeres Signal liefern.In Case D shrouds are shown, whose cross-section of an impeller like. This shape causes a strong torsion and relatively low tendency to oscillate. According to case E, several fibers are in a common sheath embedded. This way, it becomes a robust equivalent realized a dynamic pressure knife, the at least two optical fibers includes an approximately similar in the Sum but provide a stronger signal.

Bevorzugt wird die Erfindung bei Gasen eingesetzt, bei denen für einen robusten Strömungssensor besonderer Bedarf besteht. Ein Einsatz mit explosionsgefährdeten Gasen ist hier kein Problem, da die Lichtleiter aus weitgehend inertem Glas oder Kunststoff hergestellt sind und insbesondere keine Funken erzeugen können.Prefers the invention is used in gases in which for a robust flow sensor special needs exists. A use with explosive gases is not here Problem, since the light guide made of largely inert glass or plastic are made and in particular can not generate sparks.

Ein Einsatz in Flüssigkeiten ist gleichfalls möglich, da die Totalreflexion durch die unterschiedlichen Brechzahlen von Kern und Cladding definiert ist, und der Übergang des Cladding zur Umgebung bei ausreichend dickem Cladding nur eine untergeordnete Rolle spielt. Da Glas und die für Lichtleiter verwendeten Kunststoffe weitgehend inert sind, können auch Flüssigkeiten verwendet werden, die beispielsweise Metalle korrodieren oder Lager auswaschen, wodurch bislang übliche Flügelrad-Sensoren nicht oder nur beschränkt einsetzbar wären. Auch sind die Lichtleiter wesentlich weniger anfällig für Verklumpungen und unerwünschte Polymerisationen an Oberflächen.One Use in liquids is also possible because the total reflection due to the different refractive indices of Core and cladding is defined, and the transition of cladding to the environment with sufficiently thick cladding only a subordinate Role play. Because glass and those used for light guides Plastics are largely inert, can also liquids used, for example, corrode metals or bearings wash out, so far not usual impeller sensors or could be used only limited. Also are the light guides are much less susceptible to Clumping and unwanted polymerizations on surfaces.

Die in den diskutierten Fällen dargestellten Lichtleiter weisen an einem Ende eine Lichtquelle und am anderen Ende einen Empfänger auf. Die bereits bekannten Anordnungen mit Lichtleitern, die an einem Ende reflektieren und am anderen Ende einen Strahlteiler verwenden, sind ebenfalls verwendbar. Wenn die Verspiegelung direkt auf den Lichtleiter aufgebracht ist und entsprechend gegen Umwelteinflüsse geschützt ist, kann der Lichtleiter auch lediglich einseitig in der Wandung befestigt werden und als Zunge bis zur Mitte eintauchen, beispielsweise radial oder auf eine Sekante.The pointing in the cases discussed light guide a light source at one end and a receiver at the other end on. The already known arrangements with light guides, which at a Reflect the end and use a beam splitter at the other end, are also usable. If the mirroring directly on the Optical fiber is applied and accordingly against environmental influences is protected, the light guide can only one-sided be attached in the wall and dip as tongue to the middle, for example, radially or to a secant.

Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.The Application of the present invention is not to that described here Embodiment limited.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 5321257 [0002] US 5321257 [0002]

Claims (6)

Optischer Strömungssensor zur Messung einer Fließgeschwindigkeit und/oder Fließrichtung eines Fluids, insbesondere eines Gases, eines Gasgemisches, einer Flüssigkeit oder eines Flüssigkeitsgemisches, mit – mindestens einem Lichtleiter, der eine verformungssensitive Zone aufweist, die in einem zu messenden Fluidstrom anordenbar ist, – einer an einem Ende des Lichtleiters angeschlossenen Auswerteeinheit für eine Messung einer Verformung des Lichtleiters.Optical flow sensor for measurement a flow rate and / or flow direction a fluid, in particular a gas, a gas mixture, a Liquid or a liquid mixture, With - At least one light guide, a deformation-sensitive Zone, which can be arranged in a fluid flow to be measured, - one at one end of the light guide connected evaluation unit for a measurement of a deformation of the light guide. Strömungssensor nach Anspruch 1, bei dem der Lichtleiter derart ausgestaltet ist, daß er durch den zu messenden Fluidstrom zu Schwingungen angeregt wird, und bei dem die Auswerteeinheit zur Ermittlung von Charakteristiken der Schwingungen des Lichtleiters ausgestaltet ist.Flow sensor according to claim 1, wherein the Fiber optic is designed such that it passes through the measuring fluid flow is excited to vibrate, and in the the evaluation unit for determining characteristics of the vibrations is configured of the light guide. Strömungssensor nach Anspruch 2, bei dem die Auswerteeinheit zur Ermittlung von Amplitude und/oder Frequenz der Schwingungen des Lichtleiters ausgestaltet ist.Flow sensor according to claim 2, wherein the Evaluation unit for determining the amplitude and / or frequency of Vibrations of the light guide is configured. Strömungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Lichtleiter eine bei Anströmung durch den zu messenden Fluidstrom schwingungsverstärkende Ummantelung aufweist.Flow sensor according to one of claims 1 to 3, in which the light guide by a flow through the fluid flow to be measured vibration-enhancing sheathing having. Strömungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Lichtleiter eine bei Anströmung durch den zu messenden Fluidstrom torsionsverstärkende Ummantelung aufweist.Flow sensor according to one of claims 1 to 4, in which the light guide by a flow through the fluid flow to be measured torsionsverstärkende sheath having. Strömungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Lichtleiter eine Ummantelung mit einem tragflügelartigen Querschnitt aufweist.Flow sensor according to one of claims 1 to 5, wherein the light guide a sheath with a wing-like Cross section has.
DE102008037863A 2008-08-15 2008-08-15 Optical flow sensor Withdrawn DE102008037863A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008037863A DE102008037863A1 (en) 2008-08-15 2008-08-15 Optical flow sensor
PCT/EP2009/005903 WO2010017993A2 (en) 2008-08-15 2009-08-14 Optical flow sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008037863A DE102008037863A1 (en) 2008-08-15 2008-08-15 Optical flow sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008037863A1 true DE102008037863A1 (en) 2010-04-15

Family

ID=41669385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008037863A Withdrawn DE102008037863A1 (en) 2008-08-15 2008-08-15 Optical flow sensor

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008037863A1 (en)
WO (1) WO2010017993A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104995522A (en) * 2013-02-15 2015-10-21 维斯塔斯风力系统集团公司 A wind turbine component having an optical fibre wind sensor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201008823D0 (en) * 2010-05-26 2010-07-14 Fotech Solutions Ltd Fluid flow monitor

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4307618A (en) * 1980-03-04 1981-12-29 Rockwell International Corporation Fluid flowmeter having an optical fiber sensing element
DE4131720A1 (en) * 1991-09-24 1993-03-25 Univ Dresden Tech Measuring vol. flow of gaseous medium, esp. in breathing appts. - determining frequency of oscillation of optical fibre clamped at one end in flow channel
DE4131721A1 (en) * 1991-09-24 1993-03-25 Univ Dresden Tech Vol. flow measuring device esp. for breathing apparatus - has light source, optical fibre clamped at one end in flow channel, with stop between vibrating free end and light receiver
US5321257A (en) 1991-07-31 1994-06-14 Danisch Lee A Fiber optic bending and positioning sensor including a light emission surface formed on a portion of a light guide
DE19704499A1 (en) * 1997-02-06 1998-08-13 Rossendorf Forschzent Apparatus for measuring local flow velocities in gases and liquids
DE19913484C1 (en) * 1999-03-25 2000-09-14 Rossendorf Forschzent Localised flow velocity measuring device for gas or liquid uses glass rod with cylindrical refractive index profile for extraction of optical measuring signal representing deflection of free end of concentric rod enclosed by sensor sleeve
DE10037331C1 (en) * 2000-07-29 2002-01-17 Rossendorf Forschzent Localized flow velocity measuring device for gas or liquid uses flexible sensor element provided by optical fibre bundle
US6636320B1 (en) * 2000-10-18 2003-10-21 Lockheed Martin Corporation Fiber optic tufts for flow separation detection
DE10339907A1 (en) * 2003-08-29 2005-03-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Apparatus for measuring fluid flow comprises channel containing optical fiber whose orientation changes with speed of flow, change being measured using light conducted through fiber and speed of flow calculated from this
US20080088819A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-17 Meredith Metzger Miniature opto-mechanical anemometer

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2238380A (en) * 1989-11-23 1991-05-29 Hughes Microelectronics Ltd Vortex shedding flowmeter
DE19515788A1 (en) * 1995-04-28 1996-10-31 Siemens Ag Flow measuring device, e.g. IC engine for volume or mass flow
US5827976A (en) * 1995-06-12 1998-10-27 Bowles Fluidics Corporation Fluidic flow meter with fiber optic sensor
US7359586B2 (en) * 2004-11-12 2008-04-15 Gennadii Ivtsenkov Fiber optic strain sensor and associated data acquisition system

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4307618A (en) * 1980-03-04 1981-12-29 Rockwell International Corporation Fluid flowmeter having an optical fiber sensing element
US5321257A (en) 1991-07-31 1994-06-14 Danisch Lee A Fiber optic bending and positioning sensor including a light emission surface formed on a portion of a light guide
DE4131720A1 (en) * 1991-09-24 1993-03-25 Univ Dresden Tech Measuring vol. flow of gaseous medium, esp. in breathing appts. - determining frequency of oscillation of optical fibre clamped at one end in flow channel
DE4131721A1 (en) * 1991-09-24 1993-03-25 Univ Dresden Tech Vol. flow measuring device esp. for breathing apparatus - has light source, optical fibre clamped at one end in flow channel, with stop between vibrating free end and light receiver
DE19704499A1 (en) * 1997-02-06 1998-08-13 Rossendorf Forschzent Apparatus for measuring local flow velocities in gases and liquids
DE19913484C1 (en) * 1999-03-25 2000-09-14 Rossendorf Forschzent Localised flow velocity measuring device for gas or liquid uses glass rod with cylindrical refractive index profile for extraction of optical measuring signal representing deflection of free end of concentric rod enclosed by sensor sleeve
DE10037331C1 (en) * 2000-07-29 2002-01-17 Rossendorf Forschzent Localized flow velocity measuring device for gas or liquid uses flexible sensor element provided by optical fibre bundle
US6636320B1 (en) * 2000-10-18 2003-10-21 Lockheed Martin Corporation Fiber optic tufts for flow separation detection
DE10339907A1 (en) * 2003-08-29 2005-03-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Apparatus for measuring fluid flow comprises channel containing optical fiber whose orientation changes with speed of flow, change being measured using light conducted through fiber and speed of flow calculated from this
US20080088819A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-17 Meredith Metzger Miniature opto-mechanical anemometer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104995522A (en) * 2013-02-15 2015-10-21 维斯塔斯风力系统集团公司 A wind turbine component having an optical fibre wind sensor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010017993A2 (en) 2010-02-18
WO2010017993A3 (en) 2010-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0046965B1 (en) Method and device for determining mass flow dynamically and independent of fluid density
EP3404372B1 (en) Ultrasound flowmeter
EP3922972A2 (en) Device for measuring the pressure of a fluid flowing through a tube
DE112013005279T5 (en) Ultrasonic signal coupler
DE10035263A1 (en) Optical device for measurement of the fuel level in a vehicle fuel tank in which the brightness of the top surface of a light conducting body immersed in the fuel is inversely proportional to the amount of fuel in the tank
WO2004088252A2 (en) Device for determination and/or monitoring of the volumetric and/or mass flow of a medium
DE102011103859A1 (en) Auxiliary device for flowmeters
DE102010064119A1 (en) Flowmeter
DE102007045101A1 (en) Flowing fluid's i.e. water, flow rate measuring method, involves calculating flow rates of fluid based on differences of determined transit times, and providing fluid supply to one of measuring sections in resting condition
DE2900385A1 (en) FLOW METER
EP1881316A2 (en) Method and device for determining the density of a fluid
DE102015111642A1 (en) Flowmeter according to the vortex meter principle
EP1701140B1 (en) Ultrasonic measuring channel
DE102008037863A1 (en) Optical flow sensor
DE102010063789A1 (en) Ultrasonic flowmeter
EP3663728A1 (en) Measuring device for detecting a fluid quantity
DE102014205040A1 (en) Flow meter and method for a flow meter
DE102010012701A1 (en) Microforce sensor for measuring micro forces at nano range and milli Newton range, has spring region provided between two support regions and stiffener marking unit, respectively, where spring regions comprise two-winged meander shape
EP3748309A1 (en) Ultrasound flow measuring device, blocking device and use in a blocking device
EP1731883B1 (en) Method for detecting a geometry change of an ultrasonic flow measuring channel
EP0502517B1 (en) Device for measuring fluid flow in a flow channel
DE102019008890A1 (en) Flow meter
DE202009014502U1 (en) Flow rate measuring device with mirror at the end of the measuring tube
DE10037331C1 (en) Localized flow velocity measuring device for gas or liquid uses flexible sensor element provided by optical fibre bundle
EP1731884B1 (en) Layer thickness measuring method for an ultrasonic flow measuring channel

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110301