Beschreibung

Strömungsmessvorrichtung zur Bestimmung einer Strömungsrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strömungsmessvorrichtung zur Bestimmung einer Strömungsrichtung eines Fluids. Die Strömungsmessvorrichtung weist dabei ein Messelement mit mindestens zwei Lichtwellenleitern und mindestens einem zu den Lichtwellenleitern benachbart angeordneten elektrischen Heizelement, eine Steuerungseinheit und eine Auswerteeinheit auf. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer Strömungsrichtung eines Fluids sowie eine elektrische Ma ^¬ schine mit der Strömungsmessvorrichtung.

In elektrischen Maschinen aller Leistungsklassen, insbesondere aber mit höherer Leistung, wird eine erhebliche Wärme ent ^¬ wickelt, die im Hinblick auf eine verbesserte Maschineneffi ^¬ zienz und/oder höherer Lebensdauer mittels kühltechnischer Maßnahmen abzuführen ist. So sind beispielsweise luftgekühlte Maschinen wie Generatoren oder Motoren, insbesondere mit Leistungen unter 300 MVA, bekannt, bei denen eine Kühlung durch einen vergleichsweise großen Luftstrom erfolgt. Dieser Luftstrom kann insbesondere durch ein zahlreiche Strömungska- näle umfassendes Leitungssystem geleitet werden (vgl. z.B. die DE 42 42 132 Al oder die EP 0 853 370 Al) . Es kann beispielsweise durch die Strömungskanäle des Leitungssystems Luft von außen nach innen durch den Stator der Maschine ge- presst werden. Gleichzeitig wird jedoch vom Rotor der Maschi- ne Luft angesaugt und von innen nach außen in umgekehrte

Richtung durch den Stator gepresst. Wenn sich beide Luftströme ungünstig überlagern, kommt es innerhalb des Leitungssys ^¬ tems zum Strömungsstillstand und somit gegebenenfalls zu ei ^¬ ner örtlichen überhitzung und Beschädigung der Maschine.

In der WO 2004/042326 A2 ist eine Strömungsmessvorrichtung zur Bestimmung einer Strömungsgeschwindigkeit eines ein Mess ^¬ element der Strömungsmessvorrichtung umströmenden Fluids, wie

beispielsweise eines Gasstroms, mit einem mehrere Faser- Bragg-Gitter aufweisenden Lichtwellenleiter und wenigstens einem zum Leiter benachbart angeordneten, elektrischen Heizelement angegeben. Hiermit kann aus einer Beeinflussung einer in den Lichtwellenleiter eingespeisten elektromagnetischen

Welle durch die Temperatur des Leiters die Strömungsgeschwindigkeit entlang der Längserstreckung des Messelements ermit ^¬ telt werden. Der Lichtwellenleiter ist über das elektrische Heizelement mit konstanter Wärmebeaufschlagung beheizbar, wo- bei sich am Messelement eine Temperaturverteilung in Längserstreckung entsprechend der lokalen Strömungsgeschwindigkeit ergibt. Diese Strömungsmessvorrichtung ist somit geeignet, mit nur einem einzigen Messelement eine Vielzahl von lokalen Strömungsgeschwindigkeiten zu ermitteln. Die Ermittlung der Richtung, in welche das Fluid relativ zum Messelement fließt, ist jedoch nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Strömungsmessvorrichtung sowie ein Verfahren bereitzu- stellen, mit welchen die Strömungsrichtung eines Fluids ermittelbar ist, als auch eine elektrische Maschine anzugeben, bei welcher die Strömungsrichtung eines Kühlfluids überwacht werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Strömungsmessvorrichtung entsprechend den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 angegeben .

Bei der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung handelt es sich um eine Strömungsmessvorrichtung zur Bestimmung einer Strömungsrichtung eines Fluids, aufweisend

- ein von dem Fluid umströmbares Messelement mit mindestens zwei Lichtwellenleitern und mindestens einem zu den Lichtwellenleitern benachbart angeordneten elektrischen Heiz- element, wobei

- die Lichtwellenleiter über jeweils einen vom mindestens einen Heizelementen zu den jeweiligen Lichtwellenleitern gerichteten Wärmestrom mit Wärme beaufschlagbar ist,

- die Richtungen der Wärmeströme zumindest anteilig entge ^¬ gengesetzt sind,

- die einzelnen Wärmeströme unterschiedlich stark mit der Strömungsrichtung des Fluids korreliert sind, und

- wenigstens eine in die Lichtwellenleiter einkoppelbare elektromagnetische Welle entsprechend der jeweiligen Temperatur der Lichtwellenleiter beeinflussbar ist,

- eine Steuerungseinheit, mit welcher dem zumindest einen Heizelement elektrischen Leistung zuführbar ist, und

- eine Auswerteeinheit, mit welcher die von den einzelnen Wärmeströmen ausgehende Temperaturbeeinflussung der mindestens einen elektromagnetischen Welle auswertbar und die Strömungsrichtung des Fluids bestimmbar ist.

Das Messelement, das in seine Längserstreckung vorzugsweise senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluids in diesem angeordnet ist, weist über den Umfang seines Querschnittes, welcher insbesondere kreisförmig ist, unterschiedliche örtliche Strö ^¬ mungsverhältnisse auf. So erfolgt der Wärmetransport über die Oberfläche des Messelements aufgrund der örtlich unterschied ^¬ lichen Strömungsgeschwindigkeiten des Fluids nicht gleichmäßig über den Umfang des Querschnitts. Im Messelement stellt sich aus diesem Grunde bei konstanter Leistungsbeaufschlagung des mindestens einen Heizelements betragsmäßig jeweils ein unterschiedlicher Wärmestrom in Richtung der Lichtwellenleiter ein, welche abhängig von der Position der Lichtwellenleiter im Messelement sind. Abhängig von der Anordnung der Lichtwellenleiter relativ zur Strömungsrichtung können sich somit am jeweiligen Ort der Lichtwellenleiter unterschiedliche Temperaturen einstellen. Aus der Bestimmung der entsprechenden Temperaturunterschiede kann schließlich auf die Strö ^¬ mungsrichtung des das Messelement umströmenden Fluids ge- schlössen werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Strömungsmessvorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.

So ist es günstig, wenn die Lichtwellenleiter jeweils zumindest ein Faser-Bragg-Gitter umfassen und die wenigstens eine in die Lichtwellenleiter einkoppelbare elektromagnetische Welle entsprechend der jeweiligen Temperatur der Lichtwellenleiter am Ort der mindestens zwei Faser-Bragg-Gitters beein- flussbar ist. Ein solcher Sensortyp zeichnet sich durch seine besondere Multiplexfähigkeit aus, so dass auf einfache Weise ein Sensornetzwerk realisiert werden kann. Ein weiterer Vorteil der Faser-Bragg-Gitter-Technologie ist die Möglichkeit einer praktisch punktförmigen, also einer lokal sehr eng be- grenzten Messung. Damit ist es möglich, bei Notwendigkeit ei ^¬ ner höheren, insbesondere ortsaufgelösten Messgenauigkeit entlang des Messelements mehrere Faser-Bragg-Gitter nahe bei ^¬ einander in den jeweiligen Lichtwellenleitern nacheinander anzuordnen .

Zur besseren Unterscheidbarkeit haben die in einem Lichtwel ^¬ lenleiter angeordneten Faser-Bragg-Gitter vorzugsweise jeweils eine voneinander verschiedene Schwerpunktwellenlänge. In jedem Faser-Bragg-Gitter wird von der mindestens einen eingespeisten elektromagnetischen Welle ein durch die jeweilige Schwerpunktswellenlänge bestimmter Anteil zurückreflek ^¬ tiert. Die Schwerpunktswellenlänge ändert sich mit der am Messort herrschenden Einflussgröße, hier insbesondere der Temperatur des Lichtwellenleiters. Diese Veränderung im WeI- lenlängengehalt (oder Wellenlängenspektrum) des jeweiligen zurückreflektierten Teils der eingespeisten mindestens einen elektromagnetischen Welle wird als Maß für die zu erfassende Einflussgröße verwendet werden. Es ist prinzipiell aber auch möglich, den transmittierten Teil der eingespeisten mindes- tens einen elektromagnetischen Welle auf die Veränderung im Wellenlängenspektrum zu untersuchen. Zur Abfrage der Faser- Bragg-Gitter mittels der mindestens einen elektromagnetischen Welle kann insbesondere eine breitbandige Lichtquelle, wie

beispielsweise eine LED (Leuchtdiode, engl.: L_ight Emitting Diode) mit einer Bandbreite von etwa 45 nm, eine SLD (Super ^¬ lumineszenzdiode, engl.: S_uper Lurainescence p_iode) mit einer Bandbreite von etwa 20 nm oder ein durchstimmbarer Laser mit einer Bandbreite von etwa 100 nm, zum Einsatz kommen.

Es wird vorgeschlagen, dass das Messelement stabförmig ausge ^¬ bildet ist. Vorteilhaft ist das Messelement einfach zu mon ^¬ tieren und kann beispielsweise durch eine öffnung in den Strömungskanal eingeführt werden. Ferner kann erreicht wer ^¬ den, dass mit geringem Montageaufwand eine Wartung des Mess ^¬ elements ermöglicht wird. Dazu werden die entsprechenden Be ^¬ festigungen gelöst und das Messelement durch die öffnung he ^¬ rausgezogen. Daneben kann das Messelement natürlich jede be- liebige andere Form aufweisen. Beispielsweise kann das Mess ^¬ element kreisförmig oder auch als archimedische Spirale aus ^¬ gebildet sein

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Messelement elastisch ist. So kann vorteilhaft das Messele ^¬ ment je nach Einsatz kurzfristig vorgeformt werden, wodurch die Anzahl der verschiedenen Messelementformen reduziert werden kann. Kosten für Lagerhaltung können eingespart werden.

Es ist günstig, wenn das mindestens eine Heizelement aus Me ^¬ tall gebildet ist. Somit ist eine gleichmäßige Erwärmung längs der Heizelemente gewährleistet.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das mindestens eine Heiz- element durch eine gemeinsame elektrisch leitfähige Beschich- tung der Lichtwellenleiter gebildet ist, wobei die Lichtwel ^¬ lenleiter in Längsrichtung in Kontakt sind. So kann die Bauform des Messelements weiter vereinfacht werden. Das Heizele ^¬ ment kann so auf einfache Weise jeweils einstückig mit den miteinander in Kontakt stehenden Leitern verbunden sein, so dass neben einer kostengünstigen Herstellung auch eine Schutzfunktion der Leiter durch die Heizelemente erreicht werden kann. Die leitfähige Beschichtung kann beispielsweise

aus einem Metall wie Wolfram oder auch aus einer Legierung wie beispielsweise Stahl oder dergleichen gebildet sein.

Es wird ferner vorgeschlagen, dass das mindestens eine Heiz- element einen konstanten spezifischen elektrischen Widerstand aufweist. So kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Mess ^¬ element über seine Längserstreckung gleichmäßig mit Wärme be ^¬ aufschlagt wird. Unter spezifischem elektrischem Widerstand ist im Rahmen dieser Anmeldung der elektrische Widerstand pro Längeneinheit zu verstehen.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der spezifische Widerstand im Betriebstemperaturbereich weitgehend temperaturu ^¬ nabhängig ist. So kann erreicht werden, dass die jeweilige vom mindestens einen Heizelement in Richtung der Lichtwellenleiter gerichtete Wärmezufuhr entlang der Längserstreckung des Messelements im Wesentlichen unabhängig von der aktuellen lokalen Temperatur ist. Die Messgenauigkeit sowie auch die Zuverlässigkeit der Messung kann erhöht werden. Dazu kann das mindestens eine Heizelement beispielsweise aus einem Werk ^¬ stoff wie Konstantan oder dergleichen gebildet sein.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Messelement eine Ummantelung aufweist. Das Messelement kann so beispielsweise gegen eine chemische Beanspruchung ge ^¬ schützt werden. Darüber hinaus ermöglicht die Ummantelung ei ^¬ nen mechanischen Schutz, beispielsweise während der Montage.

Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Ummantelung aus einem keramischen Werkstoff besteht. Mit der keramischen Ummante ^¬ lung kann vorteilhaft ein Messelement für eine hohe Tempera ^¬ turbeanspruchung gebildet werden.

Daneben wird vorgeschlagen, dass die Ummantelung durch eine Metallhülse gebildet ist. So kann vorteilhaft das Messelement beispielsweise gegen eine elektrostatische Aufladung ge ^¬ schützt werden, indem die Metallhülse mit einem Erdpotential verbindbar ist.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Ummantelung (8) zugleich das mindestens eine Heizelement (6, 7) aufweist. Bauteile und Kosten können weiter reduziert werden.

Zur weiteren Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren entsprechend den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 13 angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zum Bestimmen einer Strömungsrichtung eines Fluids mit einer Strömungsmessvorrichtung, wobei

- mindestens eine elektromagnetische Welle in mindestens zwei Lichtwellenleiter eines vom Fluid umströmten Messelements eingekoppelt wird, - zumindest einem Heizelement des Messelements derart elekt ^¬ rischen Leistung zugeführt wird, dass

- die Lichtwellenleiter von den Heizelementen mit Wärme beaufschlagt und

- die mindestens eine elektromagnetische Welle in Abhän- gigkeit von der unterschiedlichen lokalen Temperatur in den zumindest zwei Lichtwellenleitern unterschiedlich stark beeinflusst wird,

- die unterschiedlichen Beeinflussungen der mindestens einen elektromagnetischen Welle ermittelt und daraus die Strö- mungsrichtung des Fluids senkrecht zur Längserstreckung des Messelements bestimmt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich die vorstehend für die erfindungsgemäße Strömungsmessvorrichtung erläu- terten Vorteile.

So ist es auch günstig, wenn die Lichtwellenleiter jeweils mindestens ein Faser-Bragg-Gitter umfassen und die mindestens eine elektromagnetische Welle in Abhängigkeit von den unter- schiedlichen, lokalen Temperaturen am Ort des jeweiligen mindestens einen Faser-Bragg-Gitters beeinflusst wird.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine elektromagnetische Welle durch mindestens einen elektromagne ^¬ tischen Impuls gebildet ist. Vorteilhaft kann Energie einge ^¬ spart sowie die Messgenauigkeit erhöht werden. Der elektro- magnetische Impuls kann beispielsweise durch einen gepulsten Laser erzeugt werden, der über geeignete bekannte Kopplungs ^¬ mittel in die Lichtwellenleiter eingekoppelt wird.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Messelement in seiner Längserstreckung durch das mindestens eine Heizelement er ^¬ wärmt wird. Aus einer Temperaturvariation längs des Messele ^¬ mentes aufgrund der Fluidströmung kann vorteilhaft auch die Strömungsgeschwindigkeit entlang des Messelementes ermittelt werden .

Vorteilhaft ist, dass das mindestens eine Heizelement mit ei ^¬ ner konstanten elektrischen Leistung beaufschlagt wird. Insbesondere bei einem über die Längserstreckung des Messele ^¬ ments konstanten Widerstandsverlauf kann somit gemäß dem ohm- sehen Gesetz jeweils eine konstante Wärmebeaufschlagung erreicht werden. Dies kann mittels Gleichstrom oder auch Wechselstrom erfolgen. Insbesondere kann durch Variation der Wechselstromfrequenz die Heizwirkung des mindestens einen Heizelements beeinflusst werden, wenn sich die Frequenz in einen Bereich bewegt, in dem Stromverdrängungseffekte wirksam werden .

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass mehrere Messungen mit un- terschiedlicher Leistungsbeaufschlagung durchgeführt werden. So kann die Messgenauigkeit weiter erhöht werden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass als Fluid ein Gas, insbe ^¬ sondere Luft, oder eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder flüssiger Stickstoff, zur Kühlung einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators oder eines Motors, verwen ^¬ det wird. Das Messelement gemäß der erfindungsgemäßen Strö ^¬ mungsmessvorrichtung kann dabei kostengünstig an die physika-

lischen und/oder chemischen Anforderungen im Strömungskanal einer Kühleinrichtung des Generators bzw. des Motors ange- passt werden. Eine genaue Messung einer Strömungsverteilung im Querschnitt eines Strömungskanals kann zudem ebenfalls er- reicht werden.

Ferner wird zur weiteren Lösung der Aufgabe mit der Erfindung eine elektrische Maschine mit

- einem drehbar gelagerten Läufer, - einem zugeordneten, ortsfesten Stator in einem Maschinengehäuse,

- einer Einrichtung zur Kühlung von Teilen mittels eines Fluids innerhalb des Maschinengehäuses, wobei die Kühlein ^¬ richtung ein Leitungssystem enthält, und

- einer erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung vorgeschlagen .

Dabei ist ein in einem Strömungskanal des Leitungssystems an- geordnetes Messelement der Strömungsmessvorrichtung zur Messung der Strömungsrichtung des Fluids im Strömungskanal vorgesehen .

Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine ergeben sich die vorstehend für die erfindungsgemäße Strömungsmessvorrich ^¬ tung erläuterten Vorteile.

Mit der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung kann eine effiziente Kühlung der Maschine erreicht werden, indem in den Strömungskanälen der Kühleinrichtung die Strömungsrichtung des Kühlfluids, wie beispielsweise Luft, überwacht wird. Ein auftretender Strömungsstillstand durch ungünstig überlagerte Strömungen kann dabei früh genug erkannt werden, so dass ge ^¬ eignete Maßnahmen eingeleitet werden können, um eine örtli- chen überhitzung und Beschädigung der Maschine zu vermeiden. So kann die Zuverlässigkeit eines Betriebs der Strömungsma ^¬ schine erhöht werden.

Es wird vorgeschlagen, dass das Messelement radial zum Quer ^¬ schnitt des Strömungskanals angeordnet ist. Vorteilhaft kann dabei mit mehreren nacheinander angeordneten Faser-Bragg- Gittern die Strömungsrichtung in Abhängigkeit des Radius des Strömungskanalquerschnitts ermittelt werden. Selbstverständ ^¬ lich können im Strömungskanal auch mehrere Messelemente vor ^¬ gesehen sein, um die Strömungsrichtung an unterschiedlichen Umfangspositionen des Strömungskanals ermitteln zu können.

Es wird ferner vorgeschlagen, dass im Strömungskanal axial beabstandet mehrere Messelemente angeordnet sind. So können vorteilhaft axiale änderungen der Strömungsrichtung erfasst und ausgewertet werden. Es können auch mehrere unterschied ^¬ lich geformte Messelemente verwendet werden, um die gewünsch- ten Informationen über den Strömungsverlauf zu erhalten. So können beispielsweise radiale, stabförmige Messelemente mit entlang einer Kreislinie im Strömungskanal angeordneten Mess ^¬ elementen kombiniert werden. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Messelemente gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden.

Bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbei ^¬ spiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Zur Verdeutlichung ist die Zeichnung nicht maßstäblich ausgeführt, und gewisse Aspekte sind schemati ^¬ siert dargestellt. Im Einzelnen zeigen die

Figur 1 eine Seitenansicht eines Messelements der erfin ^¬ dungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung in stabförmi- ger Ausführung mit einem Anschlussstecker an einem

Ende,

Figur 2 einen Schnitt durch eine Ausgestaltung eines Messelements mit einem Heizleiter sowie zwei parallel dazu angeordneten Lichtwellenleitern, Figur 3 einen Schnitt durch eine Ausgestaltung eines Messelements mit zwei Heizleitern sowie zwei parallel dazu angeordneten Lichtwellenleitern,

Figur 4 einen Schnitt durch eine Ausgestaltung eines Messelements mit einem Heizleiter sowie vier parallel dazu angeordneten Lichtwellenleitern,

Figur 5 einen Schnitt durch eine weitere Ausgestaltung eines Messelements mit einem zwei Lichtwellenleiter umgebenden Heizelement,

Figur 6 einen Schnitt durch eine Ausgestaltung eines Messelements mit zwei parallel angeordneten und von je ^¬ weils einem Heizelement umgebenden Lichtwellenlei- tern,

Figur 7 einen Schnitt durch eine weitere Ausgestaltung eines Messelements mit einem direkt auf den Oberflä ^¬ chen zweier sich berührenden Lichtwellenleiter aufgebrachten Heizelement, Figur 8 eine Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung mit dem Messelement gemäß Figur 2,

Figur 9 eine Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung mit dem Messelement gemäß Figur 3

Figur 10 eine Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung mit dem Messelement gemäß Figur 4

Figur 11 eine Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung mit dem

Messelement gemäß Figur 6

Figur 12 eine Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung mit dem Messelement gemäß Figur 5 oder 7 Figur 13 Querschnitt eines Strömungskanals einer Kühlein ^¬ richtung mit einem Messelement der erfindungsgemä ^¬ ßen Strömungsmessvorrichtung,

Figur 14 einen Schnitt durch einen Generator mit mehreren

Messelementen der erfindungsgemäßen Strömungsmess- Vorrichtung.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines Messelements Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrich-

tung mit einer an einem Ende des Messelements Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 angebrachten Steckverbindung 15 zum Anschluss des Messelements Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 an eine Steuerungsein ^¬ heit 20 und eine Auswerteeinheit 23 (siehe Figuren 8 bis 12 und Figur 14) . Das Messelement Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 ist stabförmig ausgebildet. Zudem kann das Messelement Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 elastisch ausgeführt sein, so dass die geo ^¬ metrische Form den vorgegebenen Anforderungen angepasst werden kann.

In den Figuren 2 bis 13 ist jeweils ein Koordinatensystem 80 mit einer x-, y- und z-Achse zur besseren übersicht zugeord ^¬ net. Der Einfachheit halber und nicht einschränkend wird an ^¬ genommen, dass das zu untersuchende Fluid 22 in x-Richtung strömt. Das in x-Richtung strömende Fluid 22 ist dabei durch in x-Richtung weisende Pfeile angedeutet. Das Fluid 22, wel ^¬ ches in x-Richtung strömt und auf das sich in y-Richtung erstreckende Messelement Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 trifft, um ^¬ strömt dieses. Bei der Fluidströmung handelt es sich insbe- sondere um eine turbulente Strömung. Es stellen sich unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten auf der Oberfläche 9 des Messelementes Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 ein. Die Länge der Pfeile gibt dabei den Betrag der Fluidgeschwindigkeit am ge ^¬ zeichneten Ort wieder. Während die Geschwindigkeiten an dem- jenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung gerichtet ist, am höchsten ist, ist sie an demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen in Strömungsrichtung weist, am geringsten. Der Wärmetransport durch die Messelementoberfläche 9 er- folgt dabei abhängig von der lokalen Strömungsgeschwindigkeit inhomogen. So ist der Wärmetransport an demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung gerichtet ist, größer als an demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen in Strömungsrichtung weist. Befindet sich das Messelement Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31, das mindestens ein Heizelement 5, 6 oder 7 beispielsweise im Zentrum der Querschnittsfläche des Messelements Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 aufweist, zumindest be-

züglich seines Querschnitts in einem thermischen Gleichge ^¬ wicht, während es mittels des mindestens einen Heizelements 5, 6 oder 7 mit Wärme beaufschlagt wird, wird ein an oder nä ^¬ her an demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung gerichtet ist, angeordneter Lichtwellenleiter 4a eine niedrigere Temperatur aufweisen, als ein an oder näher an demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen in Strömungsrichtung weist, angeordneter Lichtwellenleiter 4b. Der an oder näher an demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im We ^¬ sentlichen entgegen der Strömungsrichtung gerichtet ist, angeordnete Lichtwellenleiter 4a ist einem geringeren Wärmestrom 10a aus Richtung des mindestens einen Heizelements 5, 6 oder 7 ausgesetzt als ein an oder näher an demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen in Strö ^¬ mungsrichtung weist, angeordneter Lichtwellenleiter 4b. Der diesem Lichtwellenleiter 4b zugeordnete Wärmestrom ist mit 10b gekennzeichnet. Die ausgehend von dem mindestens einen Heizelement 5, 6 oder 7 in Richtung der jeweiligen Lichtwel- lenleiter 4a, 4b weisenden Pfeile deuten dabei den entsprechenden Wärmestrom 10a, 10b an, dessen Betrag sich in der jeweiligen Pfeillänge widerspiegelt.

Figur 2, Figur 3 und Figur 4 zeigen drei Ausgestaltungen ei- nes Messelements Ia, Ib bzw. Ic der erfindungsgemäßen Strö ^¬ mungsmessvorrichtung. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 2 sind zwei Lichtwellenleiter 4a, 4b und ein dazwischen angeordnetes Heizelement 5 in einem keramischen Werkstoff einge ^¬ bettet im Messelement Ia enthalten. Gemäß dem Ausführungsbei- spiel in Figur 3 sind zwei Lichtwellenleiter 4a, 4b und zwei dazwischen angeordnetes Heizelemente 5 in dem keramischen Werkstoff eingebettet im Messelement Ib enthalten. In den je ^¬ weiligen Figuren 2 und 3 ist ein Lichtwellenleiter 4a nahe demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentli- chen entgegen der Strömungsrichtung gerichtet ist, angeordnet, während der andere Lichtwellenleiter 4b nahe demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen in Strömungsrichtung gerichtet ist, positioniert ist. Das eine

Heizelement 5 in Figur 2 und beiden Heizelemente 5 in Figur 3 sind auf einer Symmetrieachse 30 des Messelements Ia bzw. Ib, welche gleichzeitig die Spiegelachse bezüglich beider Licht ^¬ wellenleiter 4a, 4b darstellt, derart angeordnet, dass deren jeweilige Abstände zu den beiden Lichtwellenleitern 4a, 4b einander entsprechen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 4 sind vier Lichtwellenleiter 4a, 4b und ein dazwischen angeordnetes Heizelemente 5 in dem keramischen Werkstoff einge ^¬ bettet im Messelement Ic enthalten. Die vier Lichtwellenlei- ter 4a, 4b sind paarweise nahe demjenigen Teil der Messele ^¬ mentoberfläche 9, der im Wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung gerichtet ist, bzw. nahe demjenigen Teil der Mess ^¬ elementoberfläche 9, der im Wesentlichen in Strömungsrichtung gerichtet ist, angeordnet. Das Heizelement 5 ist auf einer Symmetrieachse 30 des Messelements Ic, welche gleichzeitig die Spiegelachse bezüglich der Lichtwellenleiterpaare 4a, 4b darstellt, derart angeordnet, dass dessen Abstände zu den je ^¬ weiligen Lichtwellenleitern 4a, 4b einander entsprechen. Die Lichtwellenleiter 4a, 4b sind beispielsweise Glas- oder Kunststofffasern . Das mindestens eine Heizelement 5 und die Lichtwellenleiter 4a, 4b sind in einem aus keramischem Werkstoff bestehenden insbesondere zylindrischen Körper 16 eingebettet, der seinerseits von einer passivierenden Ummantelung 8 umgeben ist. Das eine (vgl. Figuren 2 und 4) bzw. die bei- den (vgl. Figur 3) Heizelemente 5 sind beispielsweise als

Heizdrähte ausgebildet. Die Ummantelung 8 kann in einer Aus ^¬ führungsform zudem elektrisch leitend aus einem Metall ausgebildet sein (vgl. Figuren 8 und 10) .

Figur 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Messelements 2 der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung mit zwei Lichtwellenleitern 4a und 4b, die von einem aus keramischem Werkstoff bestehenden insbesondere zylindrischen Körper 16 umgeben sind. Ein Lichtwellenleiter 4a ist nahe demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen entge ^¬ gen der Strömungsrichtung gerichtet ist, angeordnet, während der andere Lichtwellenleiter 4b nahe demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen in Strömungs-

richtung gerichtet ist, positioniert ist. Um den keramischen Körper 16 ist ein Heizelement 6 derart angeordnet, dass es das Messelement 2 umgibt. Insbesondere bildet das Heizelement 6 zugleich eine hülsenförmige Ummantelung 8 des Messelements 2 aus .

Figur 6 stellt eine weitere Ausgestaltung eines Messelements 31 der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung mit zwei Lichtwellenleitern 4a und 4b dar. Jeder Lichtwellenleiter 4a, 4b ist von einem entsprechende Heizelement 6a, 6b oder 7a, 7b in Form einer Hülse 6a, 6b oder einer Beschichtung 7a, 7b umgeben. Die Heizelemente 6a, 6b oder 7a, 7b sind wiederum von einem aus keramischem Werkstoff bestehenden insbesondere zylindrischen Körper 16 umgeben sind. Ein Lichtwellenleiter 4a mit zugeordnetem Heizelement 6a oder 7a sind nahe demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen entge ^¬ gen der Strömungsrichtung gerichtet ist, angeordnet, während der andere Lichtwellenleiter 4b mit zugeordnetem Heizelement 6b oder 7b nahe demjenigen Teil der Messelementoberfläche 9, der im Wesentlichen in Strömungsrichtung gerichtet ist, positioniert sind. Der keramische Körper 16 selbst ist wiederum von einer hülsenförmigen passivierenden Ummantelung 8 des Messelements 31 umgeben.

In Figur 7 ist ein Schnitt durch ein Messelement 3 der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung dargestellt, wobei zwei aneinander anliegende Lichtwellenleiter 4a, 4b mit einer Metallschichten 7a, 7b bedampft sind, welche zugleich ein Heizelement 7 des Messelements 3 darstellt. Die Metallschicht 7 bildet eine gemeinsame Ummantelung 8 der Lichtwellenleiter 4a, 4b aus. Diese Ausgestaltung zeichnet sich durch eine Elastizität aus, so dass das Messelement 3 in seiner räumli ^¬ chen Ausdehnung bedarfsgerecht angepasst werden kann. Zudem zeichnet sich das Messelement 3 durch ein besonders einfaches Herstellverfahren aus, in dem das Lichtwellenleiterpaar 4a, 4b in einem Beschichtungsprozess konventioneller, bekannter Art mit einem geeigneten elektrisch leitfähigen Material beschichtet wird. Die Ausgestaltung zeichnet sich weiter da-

durch aus, dass sie eine besonders geringe Wärmekapazität ge ^¬ genüber den Ausführungsbeispielen des Messelements Ia, Ib, Ic, 2 oder 31 gemäß der Figuren 1 bis 6 aufweist und somit schneller auf sich ändernde Strömungsverhältnisse reagiert.

Die in den vorgenannten Ausgestaltungen verwendeten Heizelemente 5, 6 und 7 sind vorzugsweise aus einem Metall gebildet oder aus einer Metalllegierung. In Abhängigkeit von der physikalischen und/oder chemischen Beanspruchung können bei- spielsweise Stahl, Kupfer, Aluminium, Bronze, Konstantan oder dergleichen verwendet werden. Für Hochtemperaturanwendungen beispielsweise im Strömungskanal einer Gasturbine ist eine Beschichtung mit einem Metall wie Wolfram oder dergleichen vorzuziehen. Für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen in einer chemisch aggressiven Umgebung können beispielsweise auch leitfähige Polymere eingesetzt werden. In den hier dar ^¬ gestellten Ausführungsbeispielen weist das Material der Heizelemente 5, 6 und 7 jeweils einen konstanten elektrischen Widerstand auf. Insbesondere ist der Widerstand im Betriebstem- peraturbereich weitgehend unabhängig von der Temperatur. Eine Beaufschlagung des Heizelements 5, 6 und 7 mit einem konstanten Strom bzw. mit einem Wechselstrom mit konstantem Effektivwert führt somit zu einer über die Länge der Heizelemente 5, 6 und 7 gleichmäßigen Leistungszuführung, so dass das ent- sprechende Heizelement 5, 6 oder 7 über die Längserstreckung des jeweiligen Messelements Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 gleich ^¬ mäßig mit Wärme beaufschlagt wird.

Die Figuren 8 bis 12 zeigen Ausführungsbeispiele der erfin- dungsgemäße Strömungsmessvorrichtung in Prinzipschaltbildern. Die Strömungsmessvorrichtung in Figur 8 umfasst dabei das Messelement Ia gemäß Figur 2, die Strömungsmessvorrichtung in Figur 9 umfasst das Messelement Ib gemäß Figur 3, die Strö ^¬ mungsmessvorrichtung in Figur 10 umfasst das Messelement Ic gemäß Figur 4, die Strömungsmessvorrichtung in Figur 11 umfasst das Messelement 31 gemäß Figur 6 und die Strömungsmess ^¬ vorrichtung in Figur 12 umfasst das Messelement 2 oder 3 ge ^¬ mäß Figur 5 bzw. Figur 7. Alle genannten Ausführungsbeispiele

der erfindungsgemäße Strömungsmessvorrichtung weisen weiter eine Steuerungseinheit 20 und eine Auswerteeinheit 23 auf. Das jeweilige Messelement Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 erstreckt sich in seiner Längsachse in y-Richtung. Das Messelement 2 oder 3 der Strömungsmessvorrichtung gemäß der Figur 12 ist an seinen jeweiligen Enden mit seinem Heizelement 6 oder 7 elektrisch mit der Steuerungseinheit 20 und an einem der bei ^¬ den Enden optisch mit der Auswerteeinheit 23 verbunden. Hierbei sind die beiden Lichtwellenleiter 4a und 4b gemeinsam über jeweils eine optische Verbindungsfaser 25a, 25b mit der Auswerteeinheit 23 verbunden. Das Messelement Ia, Ib, Ic oder 31 der Strömungsmessvorrichtung gemäß der Figuren 8 bis 11 ist an einem Ende elektrisch mit der Steuerungseinheit 20 und optisch mit der Auswerteeinheit 23 verbunden, während das an- dere Ende des Messelements 1 frei verfügbar ist. Hiermit kann eine besonders einfache Montage und/oder Handhabung des Mess ^¬ elements Ia, Ib, Ic oder 31 erreicht werden. Einer der Licht ^¬ wellenleiter 4a, 4b des Messelements Ia, Ib, Ic oder 31 ist über eine optische Verbindungsfaser 25 mit der Auswerteein- heit 23 verbunden, wobei die Lichtwellenleiter 4a, 4b untereinander in Serie miteinander verbunden sind. Die einzelnen Lichtwellenleiter 4a, 4b können aber auch analog zu Figur 12 einzeln mit der Auswerteeinheit 23 verbunden sein, ohne dass untereinander eine Verbindung bestehen muss.

Die Steuerungseinheit 20 weist eine elektrische Energiequelle

21 auf. Die Energiequelle 21, welche zwei Anschlüsse auf ^¬ weist, ist gemäß der Ausführungsbeispiele derart mit dem Heizelemente 5, 6 oder 7 verbunden, dass das Heizelement 5, 6 oder 7 mit elektrischer Leistung beaufschlagt wird und Wärme erzeugt. Die elektrische Energiequelle 21 ist insbesondere eine Stromquelle, über die ein konstanter Gleichstrom vorgebbar ist.

Das Messelement Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 wird von dem Fluid

22 umströmt, wobei die Fluidströmung entlang der Längserstre ^¬ ckung des Messelements Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 eine unter ^¬ schiedliche Strömungsgeschwindigkeit aufweisen kann, angedeu-

tet durch die unterschiedlich langen Pfeile. Die Strömungs ^¬ richtung des Fluids 22 weist der Einfachheit halber, wie be ^¬ reits zuvor angegeben, in x-Richtung. Für eine Messung der Strömungsrichtung des Fluids 22 wird das Heizelement 5, 6 oder 7 des Messelements Ia, Ib, Ic, 2, 3 bzw. 31 mit elektri ^¬ scher Leistung beaufschlagt, so dass sich dieses erwärmt. Der Heizvorgang sollte dabei mindestens solange dauern, bis sich ein thermisches Gleichgewicht im Messelement Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 eingestellt hat. Er kann aber auch kürzer gewählt werden.

Mittels der Auswerteeinheit 23, welche eine Lichtquelle, ei ^¬ nen Detektor und ein Analysemittel aufweist, wird Licht, in Form eines kontinuierlichen Laserstrahls oder in Form von La- serimpulsen, über die optische Verbindungsfaser 25 in die Lichtwellenleiter 4a, 4b des Messelements Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 eingekoppelt und rückgestreutes Licht mit dem Analy ^¬ semittel analysiert. Für die Messung wird der Effekt ausge ^¬ nutzt, dass eine elektromagnetische Welle, die in einen Lichtwellenleiter 4a, 4b eingekoppelt wird, beim Durchlauf durch den Lichtwellenleiter 4a, 4b gestreut wird. Ein Teil des gestreuten Lichts wird in die Gegenrichtung gestreut, so dass es am Eingang des Lichtwellenleiters 4a, 4b erfasst wer ^¬ den kann. Durch die Temperaturabhängigkeit dieses Streuef- fekts lässt sich auf die Temperatur des Lichtwellenleiters

4a, 4b schließen. Das zurückgestreute Lichtsignal besteht aus unterschiedlichen Komponenten, die hinsichtlich der Messanforderungen unterschiedlich geeignet sind. Beispielsweise enthält das zurückgestreute Signal einen Raman-gestreuten An- teil. Mit der Faser-Bragg-Gitter-Technologie ist im Vergleich zur Raman-Technologie eine höhere Ortsauflösung erreichbar, die insbesondere für den Einsatz der Temperaturmessung in Maschinen vorzuziehen ist.

Das Laserlicht wird auf bekannte Weise mit Geräten des Stands der Technik erzeugt. In Abhängigkeit von der Temperatur wird ein Teil des Laserlichts in den Lichtwellenleitern 4a, 4b von Faser-Bragg-Gittern 13 zurückgestreut. Dieses zurückgestreute

Lichtsignal wird über die optische Verbindungsfaser 25 der Auswerteeinheit 23 zugeführt, die daraus die Temperatur am Ort der Faser-Bragg-Gitter 13 im Lichtwellenleiters 4 ermit ^¬ telt.

Mittels der Auswerteeinheit 23 werden die entsprechende den einzelnen Lichtwellenleitern 4a, 4b zugeordneten Temperaturen innerhalb des Messelements Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 ermit ^¬ telt. Abhängig von der relativen Lage des jeweiligen Licht- Wellenleiters 4a, 4b stellen sich in einem strömenden Fluid 22 mit gerichteter Strömung unterschiedliche Temperaturen am Ort der Lichtwellenleiter 4a, 4b im Messelement 1, 2 oder 3 ein. Mittels der Auswerteeinheit 23 werden die verschiedenen Temperaturen miteinander verglichen, beispielsweise durch Differenzbildung in einer der Auswerteeinheit 23 zugeordneten Rechnereinheit, und hieraus die die Strömungsrichtung des Fluids 22 ermittelt.

Weist das Messelement Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 mehrere Faser- Bragg-Gitter 13 entlang der Lichtwellenleiter 4a, 4b auf, wie in den Ausführungsbeispielen in Figur 8 bis Figur 12 angedeutet, kann aus der Temperaturverteilung entlang des Messelements Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 die Strömungsgeschwindigkeit mit der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des Fluids 22 be- stimmt werden.

Im Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strömungsmess ^¬ vorrichtung nach Figur 8 weist das Messelement Ia ein bei ^¬ spielsweise als Heizdraht ausgebildetes Heizelement 5 auf. Die Energiequelle 21 ist mit einem Anschluss mit dem Heizele ^¬ ment 5 und mit dem anderen Anschluss mit der elektrisch leit ^¬ fähigen Ummantelung 8 des Messelements Ia verbunden. Das Heizelement 5 ist dabei am gegenüberliegenden Ende des Mess ^¬ elements Ia ebenfalls mit der elektrisch leitenden Ummante- lung 8 verbunden.

Im Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strömungsmess ^¬ vorrichtung nach Figur 9 weist das Messelement Ib zwei paral-

lele beispielsweise als Heizdrähte ausgebildete Heizelemente 5 auf, wobei die beiden Heizdrähte an einem Ende des Messele ^¬ ments Ib mit einem elektrischen Verbindungsleiter zusammengeschlossen sind. Am anderen Ende des Messelements Ib sind da- bei eines der beiden Heizelemente 5 mit einem Anschluss der Energiequelle 21 und das andere Heizelement 5 mit dem anderen Anschluss der Energiequelle 21 verbunden. Ebenso sind an ei ^¬ nem Ende des Messelements Ib die beiden parallel verlaufenden Lichtwellenleiter 4a, 4b mit einer optischen Verbindungsfaser miteinander verbunden, während am anderen Ende Messelements Ib nur einer der beiden Lichtwellenleiter 4a, 4b über eine optische Verbindungsfaser 25 an die Auswerteeinheit 23 ange ^¬ schlossen ist.

Im Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strömungsmess ^¬ vorrichtung nach Figur 10 weist das Messelement 1 insgesamt vier parallele Lichtwellenleiter 4a, 4b auf. Zwischen den Lichtwellenleitern ist ein als Heizdraht ausgebildetes Heiz ^¬ elemente 5 angeordnet. Die Energiequelle 21 ist mit einem An- Schluss mit dem Heizelement 5 und mit dem anderen Anschluss mit der elektrisch leitfähigen Ummantelung 8 des Messelements Ic verbunden. Das Heizelement 5 ist dabei am gegenüberliegenden Ende des Messelements Ic ebenfalls mit der elektrisch leitenden Ummantelung 8 verbunden. Die vier Lichtwellenleiter 4a, 4b sind mittels optischer Verbindungsfasern an den Messelementenden in Serie miteinander verbunden, so dass lediglich einer der Lichtwellenleiter 4a, 4b direkt an der Auswerteeinheit 23 angeschlossen ist. Die Verwendung eines derarti ^¬ gen Messelements Ic mit zahlreichen Lichtwellenleitern 4a, 4b, die beispielsweise kreisförmig um das im Querschnitts ^¬ zentrum des Messelements Ic angeordnete Heizelement 5 ange ^¬ ordnet sind, ermöglicht eine noch genaueren Bestimmung der Strömungsrichtung des Fluids 22.

Im Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strömungsmess ^¬ vorrichtung nach Figur 11 weist das Messelement 31 zwei pa ^¬ rallele beispielsweise als elektrisch leitende Hülsen oder Beschichtungen ausgebildete Heizelemente 5 auf, die beiden an

einem Ende des Messelements 31 zusammengeschlossen sind. Am anderen Ende des Messelements 31 sind dabei eines der beiden Heizelemente 5 mit einem Anschluss der Energiequelle 21 und das andere Heizelement 5 mit dem anderen Anschluss der Ener- giequelle 21 verbunden. Ebenso sind an einem Ende des Mess ^¬ elements Ib die beiden parallel verlaufenden Lichtwellenlei ^¬ ter 4a, 4b mit einer optischen Verbindungsfaser miteinander verbunden, während am anderen Ende Messelements Ib nur einer der beiden Lichtwellenleiter 4a, 4b über eine optische Ver- bindungsfaser 25 an die Auswerteeinheit 23 angeschlossen ist.

Es ist aber auch denkbar, analog zu Figur 8 und Figur 10, die beiden Heizelemente 5 aus Figur 9 und Figur 11 an einem Ende zusammen mit der Ummantelung 8, die in diesem Fall elektrisch leitend ausgeführt ist, gemeinsam zu verbinden, so dass die Energiequelle 21 am anderen Ende des Messelements Ib bzw. 31 ebenfalls an die Ummantelung 8 angeschlossen werden kann. Bei diesem nicht dargestellten Ausgestaltungsbeispiel müssen bei ^¬ de Heizelemente 5 gemeinsam mit ein und demselben Anschluss der Energiequelle 21 verbindbar sein.

Im Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strömungsmess ^¬ vorrichtung nach Figur 12 ist ein Anschluss der Energiequelle 21 an einem Ende des Messelementes 2 oder 3 mit dem als elek- trisch leitende Hülse 8 (Figur 5) oder als elektrisch leitende Beschichtung (Figur 7) ausgebildeten Heizelement 6 oder 7 verbunden. Der zweite Anschluss der Energiequelle 21 ist am anderen Ende des Messelementes 2 oder 3 mittels einer elekt ^¬ rischen Leitung mit dem Heizelement 6 oder 7 verbunden.

Figur 9 zeigt einen runden Querschnitt eines Strömungskanals 14, durch welchen ein Fluid 22 in x-Richtung strömt. Der Strömungskanal 14 ist dabei als Beispiel mit zwei bezüglich des Strömungskanalquerschnitts radial angeordneten Messele- menten Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 versehen. Die beiden Messelemente Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 sind über eine elektrische Verbindungsleitung 26 mit der Steuerungseinheit 20 und über

eine optische Verbindungsfaser 25 mit der Auswerteeinheit 23 verbunden .

In Figur 10 ist ein Generator als elektrische Maschine sche- matisch dargestellt. Der Generator weist einen mit einem Gehäuse 28 fest verbundenen feststehenden Stator 19 und einen auf einer Rotorwelle 17 beweglich gelagerten Läufer 18 auf. Der Generator wird mittels einer Kühleinrichtung mit beispielsweise Luft als kühlendes Fluid 22 gekühlt. Die Kühlein- richtung weist hierfür zwei Lüfter 27 auf, die mittels eines Leitungssystems die Kühlluft 22 durch den Generator leiten. Das Leitungssystem weist hierfür zahlreiche Strömungskanäle, insbesondere auch im Stator 19, auf. Die Kühlluft 22 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel von außen nach innen in Richtung Läufer 18 durch den Stator 19 geleitet und weiter durch einen zwischen Stator 19 und Läufer 18 angeordneten Spalt nach außen transportiert. Gleichzeitig kann jedoch vom Rotor des Generators Luft 22 angesaugt und von innen nach au ^¬ ßen in umgekehrte Richtung durch den Stator 19 gepresst wer- den. Wenn sich beide Luftströme ungünstig überlagern, kommt es innerhalb des Leitungssystems zum Strömungsstillstand und somit gegebenenfalls zu einer örtlichen überhitzung und Be ^¬ schädigung des Generators. Um dies zu vermeiden, wird mittels der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung die Strömungs- richtung in den Strömungskanälen überwacht. In diesem Ausführungsbeispiel sind als Beispiel an zwei Stellen des Genera ^¬ tors zwei Strömungskanäle mit jeweils einem Messelement Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung versehen. Beide Messelemente Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 sind dabei mit der zugehörigen Steuerungseinheit 20 und Auswerteeinheit 23 verbunden. Bei Unregelmäßigkeiten in der Kühlluftströmung ist somit die Möglichkeit gegeben, zeitnah zu reagieren und geeignete Schutzmassnahmen einzuleiten.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung in einem luftgekühlten Generator dient hier nur als Beispiel. Es ist auch möglich die erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung in elektrischen Maschinen zu Verwenden, die mit H ₂ -GaS

einem Edelgas oder einem beliebigen anderen Gas als Fluid 22 gekühlt werden. Als kühlendes Fluids 22 kann auch eine Kühl ^¬ flüssigkeit, wie Wasser oder auch bei kryogener Kühlung ein flüssiges Edelgas oder flüssiger Stickstoff vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Strömungsmessvorrichtung kann auch in einer Turbinen, wie beispielsweise einer Dampf- oder einer Gasturbinen, eingesetzt werde. So können mittels der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung Strömungsrichtungen insbesondere in turbulenten Strömungsbereichen im zugeordneten Kühlluftsystem, im zugeordneten Kompressor, am zugeordneten Kompressoreinlass und/oder im entsprechenden Abgasstrom gemessen werden.

Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. So kann insbesondere die Art des Messele ^¬ ments Ia, Ib, Ic, 2, 3 oder 31 insbesondere seine geometri ^¬ sche Ausformung, variieren, ohne den Schutzbereich der Erfin- düng zu verlassen. Darüber hinaus können natürlich auch mehrere Elemente zusammengeschaltet werden, um bestimmte ände ^¬ rungen der Strömungsrichtung genauer untersuchen zu können.