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Einrichtung zum Synchronisieren umlaufender Verteiler in Sende-und Empfangsstationen, zwischen denen mehrere Messgrössen mittels Impulsfrequenzverfahrens übertragen werden.
Übertragungen von Messwerten durch Impulse, deren Häufigkeit der Messgrösse zugeordnet ist, sind bekannt.
Es ist auch bekannt, mehrere Messwerte mit Hilfe synchron rotierender Verteiler über dieselbe Leitung zu übertragen. Gegenstand der Erfindung ist nun eine Einrichtung zur Synchronisierung der rotierenden Verteiler, die bewirkt, dass der Synchronisierimpuls sich von den zur Übertragung der Messwerte dienenden Impulsen durch seine längere Dauer unterscheidet und dass dieser Impuls nur dann zustande kommen kann, wenn die Verteiler in der Sendestelle und in der Empfangsstelle jene übereinstimmenden Stellungen einnehmen, in denen die Übertragungsinstrumente ausgeschaltet sind (Nullstellung).
Um die Dauer der Messimpulse von der Laufgeschwindigkeit der mit einer Messeinrichtung ver- bundenen Kontakteinrichtung unabhängig zu machen, wird ein Steuerrelais, welches die Impulse auf die Verbindungsleitung zwischen Sende-und Empfangsstelle überträgt, über die von den Messgrössen beeinflussten Kontakteinrichtungen in Reihe mit einem Kondensator an eine Stromquelle angeschlossen. Die Erregungszeit des Steuerrelais ist dann gleich der Dauer des Ladestromes für den Kondensator. Durch Bemessung der Kapazität und der Widerstände im Ladestromkreis lässt sich diese Zeitdauer auf beliebige Werte einstellen. Zweckmässig werden die Messimpulse sehr kurz gemacht.
Der Synchronisierimpuls kann, wie an Hand der Ausführungsbeispiele noch gezeigt werden wird, beispielsweise solange dauern, als der Verteiler in einer bestimmten Stellung steht (Nullstellung). Der Synehronisierimpuls wird zweckmässig vom Verteiler der Sendestelle oder einer mit ihm gekuppelten Kontakteinrichtung gesteuert.
Durch die Verteiler wird in der Sendestelle das Steuerrelais der Reihe nach dem Einfluss der verschiedenen Kontakteinrichtungen der einzelnen Messstellen unterworfen. In der Empfangsstelle leitet der Verteiler die von den ankommenden Messimpulsen ausgelösten Kondensatorladeströme zu demjenigen von mehreren Ablesegeräten, dessen zugehörige Messeinrichtung in der Sendestelle die Impulssendeeinrichtung beeinflusst. Die Zeiger der Ablesegeräte sind im allgemeinen festgehalten ; nur zur Neueinstellung werden sie freigegeben, so dass bei allen Messgeräten die zuletzt eingenommene Zeigerstellung sichtbar bleibt.
Verbindet man mit den Messsystemen der Ablesegeräte beliebige Einrichtungen, die geeignet sind, Widerstände in Abhängigkeit vom Ausschlag des Systems zu verändern, so hat man die Möglichkeit, von der Grösse der eingestellten Widerstände das Ansprechen von Schutzeinrichtungen. Alarmeinrich- tungen, Regeleinrichtungen oder Steuereinrichtungen abhängig zu machen. Aber auch zur Summenbildung lassen sich die Widerstände verwerten ; es wird dann ein besonderes Anzeigegerät angeordnet, das die Summe der Widerstände oder Leitwerte anzeigt, die von denjenigen Ablesegeräten beeinflusst sind, deren Summe gebildet werden soll.
Ausführungsformen für ein Mess-und Anzeigegerät, welches einen Widerstand beeinflusst, sind in grosser Zahl bekanntgeworden. Beispielsweise ist auf der horizontal liegenden Achse des Messsystems ein Ringrohr aus Isolierstoff befestigt, welches zum Teil mit Quecksilber gefüllt ist und ausserdem eine Spirale aus Widerstandsdraht enthält.
Je nach der Verdrehung der Messinstrumentenachse wird durch
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das Quecksilber ein grösserer oder kleinerer Teil des Widerstandsdrahtes kurzgeschlossen. Wenn der Widerstand an einer Stromquelle mit konstanter Spannung liegt, kann ein in den Stromkreis eingefÜgtes
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stellung der Summe der Angabe mehrerer Messinstrumente zu verwenden, kann man die Ringrohrwiderstände der betreffenden Messgeräte in Reihen-oder Parallelschaltung ausbilden und den Strom durch die entstehende Widerstandskombination oder auch bei konstantem Strom die Spannung an der Widerstandskombination durch ein Amperemeter oder Voltmeter messen und auf diese Weise den Summenwert zur Anzeige bringen.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Abbildungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.
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einer Messgrosse abhängen. Mit den Kontakteinriehtungen verbunden ist ein Relais 6, welches durch seinen Anker die Aufladung eines Kondensators 100 jedesmal dann herbeiführt, wenn das Relais erregt wird. Der Ladestrom für den Kondensator 100 geht über das Steuerrelais 9, welches die Fernleitung M durch seinen Anker schliesst. Bei Aberregung des Relais 6 entlädt sich der Kondensator 100 durch Kurzschluss. Der Stromkreis für Relais 6 ist über einen von einem Relais 7 gesteuerten Kontakt mit dem negativen Pol einer Ortsstromquelle verbunden.
Von den Kontakteinriehtungen 10, 20,30, 40, 50 führen Verbindungen zu den Kontakten 11, 21, 31, 41, 51 eines Verteilers 4, so dass also nur diejenige Messstelle Relais 6 und Steuerrelais 9 beeinflussen kann, die durch den Verteiler 4 an den positiven Pol der Ortsstrom- quelle angeschlossen ist.
Weiterbewegt wird der Verteiler 4 durch ein Sehrittschaltwerk, zu dem ein Zeitwerk 1. ein von diesem gesteuerter Umschalter 2, eine Kontakteinrichtung 3 und ein Sehrittmagnet 60 gehört, Zeitwerk 1 ist ein Wechselstrommotor, der von der Spannung des Weehselstromnetzes UV angetrieben wird. Seine Geschwindigkeit ist in weiten Grenzen von der Höhe der Wechselspannung und von ihrer Frequenz unabhängig. Von dem Motor wird eine Kontakteinrichtung 101 angetrieben, die ein Relais 102 ein- und aus- schaltet. Relais 102 steuert den Umsehalter 2. Je nach der Stellung dieses Umschalters fliesst in einer Relaisspule 103 ein Strom der einen oder andern Richtung.
Relais 108 steuert die Kontakteinrichtung 3, die einen Z-förmigen Anker 104 besitzt, der bekanntlich bei jedem Stromwechsel in der Relaisspule 103
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über welche nach jeder ganzen Umdrehung des Z-förmigen Ankers 104 der Sehrittmagnet 60 eingeschaltet wird. Sehrittmagnet 60 treibt beispielsweise mittels eines Klinkwerkes den Verteiler 4 an, so dass also nach jeder vollen Umdrehung des Z-förmigen Ankers 104 die nächstfolgende von den Kontakteinriehtungen 10, 20,30, 40,50 eingeschaltet wird. Die Laufgeschwindigkeit der Kontakteinrichtung 101 wird beispielsweise so eingestellt, dass der Verteiler 4 nach je 8 Sekunden um einen Schritt weiterbewegt wird.
In Fig. 2 ist eine zur Sendeeinrichtung gemäss Fig. l gehörige Empfangseinrichtung schematiseh wiedergegeben. Die Fernleitung M enthält eine Batterie 106 und ein Relais 107. Relais 107 ist das Emp- fangsrelais. Durch seinen Anker steuert es die Erregung eines Relais 109. Relais 109 steuert ein weiteres Relais 108, Relais 108 beeinflusst einen Weehselkontakt, durch den ein Kondensator 110 umgeladen wird.
In den Ladestromkreis des Kondensators 110 sind die Ablesegeräte 12, 22,32, 42, 52 eingeschaltet. Über welches von den Ablesegeräten die Ladeströme fliessen, hängt von der Stellung des Verteilers 43, insbesondere des Verteilers 430 ab, weil über den Kontaktarm des Verteilers 430 immer nur ein Anzeigegerät an die Batterie angeschlossen wird, über welches der Kondensator 110 aufgeladen wird. In der gezeichneten Stellung ist über den Kontaktarm des Verteilers 430 das Anzeigegerät 22 angeschlossen. Verteiler 43 wird wie Verteiler 4 in der Sendestelle durch ein Schrittschaltwerk weiterbewegt, das ein Zeitwerk 111, einen Umschalter 12, eine Kontakteinriehtung 113 und einen Sehrittmagnet IM enthält. Das Zeitwerk ll wird wiederum aus einem Wechselstromnetz UV mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetrieben.
Dadurch wird eine Kontakteinrichtung 115 abwechselnd geschlossen und geöffnet, wodurch ein Relais 116 den Umschalter 112 abwechselnd in die eine oder andere Stellung bringt. Bei jedem Stellungswechsel des Umschalters wechselt auch die Stromrichtung in einem Relais 117, und ein Z-förmiger Anker voll-
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der Ortsbatterie über Kontakteinrichtung 120, Kontaktarm des Verteilers 431, über die Kontakte dieses Verteilers und je nach der Stellung des Kontaktarmes durch die Wicklung eines der fünf genannten Ma- gnete 122-522 Über einen Kontakt 66 zur negativen Polklemme der Ortsbatterie. Die Magnetspulen 122 - 522 geben, wenn sie erregt sind, das im allgemeinen arretierte System des zugehörigen Ablesegerätes frei.
In der gezeichneten Stellung der Verteiler 430 und 431 werden die Ladeströme des Kondensators 100
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magnet 222 eingeschaltet. Der Enegerstromkreis verläuft vom Pluspol der Ortsbatterie iiber 120, 431, 228, Kontakt des Relais 66 zum Minuspol der Ortsbatterie. Das Messsystem des Ablesegerätes 22 ist also zur neuen Einstellung frei beweglich. Alle übrigen Ablesegeräte sind arretiert. Der Erregerstromkreis aller Arretierungsmagnete wird durch die Kontakteinrichtung 120 erst geschlossen, nachdem die Verteiler um einen Schritt weitergegangen sind.
Anderseits werden die Magnetstromkreise bereits vor Beginn der Weiterschaltung der Verteiler geöffnet, so dass die Ablesegeräte während der Umschaltung der Verteiler mit Sicherheit alle arretiert sind.
Das Zeitwerk der Empfangsstelle läuft etwas schneller als das der Sendestelle. Infolgedessen braucht man nur Vorsorge zu treffen, dass der Verteiler der Empfangsstelle von Zeit zu Zeit angehalten wird, bis der Verteiler der Sendestelle die übereinstimmende Stellung erreicht hat. Wären beide Zeitwerke auf gleiche Geschwindigkeit eingestellt, so wäre es ebensogut möglich, dass der Verteiler der Sendestelle zu schnell läuft als auch der der Empfangsstelle. Es müsste dann Vorkehrung getroffen werden, dass das Zeitwerk der Sendestelle oder der Empfangsstelle, je nachdem, welches gerade vorläuft, zeitweilig angehalten wird. Die Anordnung wird einfacher, wenn mit Sicherheit nur ein bestimmtes von den beiden Zeitwerken vorlaufen kann.
Sobald der schneller laufende Verteiler der Empfangsstelle in der Nullstellung angekommen ist, wird ein Relais 123 über folgenden Stromkreis erregt : Pluspol der Ortsbatterie, Kontakteinrichtung 120, Kontaktarm und Nullkontakt des Verteilers 431, Kontakteinrichtung 119, Wicklung des Relais 123, geschlossener Kontakt 125, Minuspol der Ortsbatterie. Durch Relais 123 wird ein Klinkwerk betätigt, welches das Zeitwerk anhält. Erst wenn Relais 18. 3 seinen Anker 184 wieder loslässt, kann das Zeitwerk wieder anlaufen und die Verteiler weiterschalten. Der erwähnte Kontakt 125 im Stromkreis des Relais 123 wird geöffnet, wenn der Anker 126 eines Relais 127 in die gestrichelt gezeichnete Lage gebracht ist.
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Lage ein. Dadurch wird der Wicklung 129 des Relais 127 Strom zugeführt.
Der Anker 126 dieses Relais nimmt dann die in der Abbildung dargestellte Lage ein. Wird das Relais 107 erregt, so zieht das Relais 109 seinen Anker an. Dadurch erhält nun an Stelle der Spule 129 des Relais 127 die Spule 128 Strom. Die Stellung des sehr trägen Ankers 126 hängt nun davon ab, welche der Spulen 128 oder 129 längere Zeit Strom erhält. Solange Fernmessimpulse übertragen werden, sind die Erregungszeiten des Relais 109 wesentlich kürzer als die Zeiten, während der das Relais 109 stromlos ist. Infolgedessen wird während der Übertragung der Messwerte die Spule 129 längere Zeit erregt, so dass der Anker 126 die dargestellte Lage beibehält. Der Kontakt 125 im Stromkreis des Relais 123 ist also geschlossen, so dass dieses Relais die Sperrklinke des Zeitrelais 115 einlegt.
Die Einrichtung an der Sendestelle kann nun, wenn der dortige Verteiler ebenfalls die Nullstellung erreicht, einen besonders langen Stromstoss über die Fernleitung M senden. Zu dem Zwecke wird über den Nullkontakt des Verteilers 4 ein Relais 8 eingeschaltet, u. zw. solange, als der Verteiler in seiner Nullstellung steht. Über einen von Relais 8 gesteuerten Kontakt 130 wird Relais 9 erregt und schliesst die Enden der Fernleitung M zusammen, solange wie Relais 8 erregt ist. In der Empfangsstelle werden dadurch Relais 101 und infolgedessen auch Relais 109 für eine lange Zeit eingeschaltet. Relaisspule 128 des Differentialrelais 127 zieht dann den Anker 126 in die gestrichelte Lage, wodurch Kontakt 125 geöffnet wird. Jetzt verliert Relais 123 seine Erregung, und das Zeitwerk der Empfangsstelle kann weiterlaufen.
Diese Synchronisierung wiederholt sich jedesmal, wenn der Verteiler 4 in der Sendestelle und der Verteiler 43 in der Empfangsstelle beide die Nullstellung erreicht haben. Wenn die Ungleichheit der Zeitwerke gross ist, können die Verteiler auch mehrmals während eines Umlaufes auf diese Weise synchronsiert werden.
Es ist damit zu rechnen, dass die Wechselspannungen zum Antrieb der Zeitwerke in einer der Stationen ausbleibt, so dass in dieser das Zeitwerk zum Stehen kommt, während in der andern Stelle das Zeitwerk weiterläuft. Damit in einem solchen Falle die Ablesegeräte keine falschen Angaben machen. werden besondere Vorsichtsmassregeln getroffen.
Wenn in der Sendestelle die Antriebsspannung für das Zeitwerk ausbleibt, schaltet ein Relais 5 die Erregerwicklung 103 für die Kontakteinrichtung. 3 und die Magnetspule 60 des Schrittschaltwerkes von der Ortsstromquelle ab. Ausserdem öffnet ein Relais 7 den Erregerstromkreis des Relais 6, so dass also auch Steuerrelais 9 nicht mehr ansprechen kann. Ein zweiter Kontakt des Relais 7 dient nach Wieder- kehr der Weehselspannung als Haltekontakt für Relais 7. Der Stromkreis von Relais 7 ist auch noch durch einen zweiten Kontakt des : Relais 8 unterbrochen. Relais 7 kann nach Wiederkehr der Wechselspannung nur dann wieder erregt werden, wenn Relais 8 über den in der Nullstellung stehenden Verteiler 4 erregt wird.
Bis dahin läuft dann wohl das Zeitwerk, das den Verteiler weiterbewegt, aber es werden keine Messimpulse auf die Fernleitung 111 übertragen. Das Zeitwerk in der Empfangsstelle ist stellen geblieben, als der Verteiler dort die Nullstellung erreichte und kein Synchronisierimpuls eintraf. Er wartet in dieser Stellung, bis der wieder anlaufende Verteiler der Sendestelle ebenfalls in der Nullstellung angekommen ist. Dann laufen beide gleichzeitig ab.
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Auch die Empfangseinrichtung besitzt Vorkehrungen, um Falschmeldungen der Ablesegeräte zu verhindern, wenn das Zeitwerk infolge Ansbeleibens der Antriebsspannung stehenbleibt. Ein Relais 55 schaltet dann Magnet 114 des Sehrittsehaltwerkes und Antriebsmagnet 117 des Z-förmigen Ankers ab.
Ein Relais 66 unterbricht die gemeinsame Rückleitung der Auslösemagnete 122, 222, 322, 422, 522, so dass die Messgeräte sich nicht verstellen können. Nach Wiederkehr der Wechselspannung läuft das Zeit- werk J ! n weiter und dreht auch den Verteiler 43 weiter bis in die Nullstellung. Schliesslich wird Relais 66
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schlossen hat. Zu dem Zweck muss Anker 126 des Differentialrelais 127 die gestrichelte Lage einnehmen.
Wie schon früher dargelegt wurde, muss dazu Relais 109 durch einen lange anhaltenden Strom erregt werden. Dieser kommt aber nur dann zustande, wenn der Verteiler der Sendestelle in der Nullstellung steht. Nach Wiederkehr der Spannung läuft der Verteiler in der Empfangsstelle also bis in seine Nullstellung und wartet hier, bis auch der Verteiler der Sendestelle die Nullage erreicht. Von da an laufen sie gemeinsam weiter.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Sende- und empfanrgseinrichtungen lassen sich durch gewisse Änderungen verbessern. Z. B. kann an Stelle des Differentialrelais 127 ein Relais mit Anzugsverzögerung verwendet werden, dessen Verzögerungszeit so gross ist. dass sein Anker bei den kurzen Messimpulsen nicht angezogen wird und in seiner Ruhelage einen Kontakt geschlossen hält, über welchen Relais 123 erregt werden kann. Erst infolge des langen Synchronisierimpulses wird dann der Stromkreisfür Relais 2. ? unterbrochen. Ferner können die Relais, die bei Ausbleiben der Wechselspannung in Tätigkeit treten, durch die empfindlicheren und kräftigeren Gleichstromrelais ersetzt werden, wenn in ihren Stromkreis ein Gleichrichter eingeschaltet wird.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Einrichtung zum Synchronisieren umlaufender Verteiler in Sende- und Empfangsstationen, zwischen denen mehrere Messgrössen mittels des Impulsfrequenzverfahrens übertragen werden, und deren Verteiler durch Impulse, die über die zur Übertragung der Messwerte dienende Leitung gesendet werden und sich von den zur Übertragung der Messwerte dienenden Impulsen unterscheiden, synchronisiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Synehronisierimpuls sich von den zur Übertragung ;
der Mess- werte dienenden Impulsen durch seine längere Dauer unterscheidet und dass dieser Impuls nur dann zustande kommen kann, wenn dieVerteiler in der Sendestelle und in der Empfangsstelle jene übereinstimmende Stellungen einnehmen, in denen die Übertragungsinstrumente ausgeschaltet sind (Nullstellung).
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