Fernmefigeber für das Impulshäufigkeitsverfahren. Bei der Fernübertragung elektrischer Grössen wie Wirk-, Schein.- und Blindleistun gen, Spannungen oder Stromstärken nach dein Impulshäufigkeitsverfahren werden als 3lesswertgeber öfters entsprechend ausge bildete Präzisionszähler verwendet. In solchen Fällen wird der Messwertgeber bzw. Impuls erzeuger direkt auf die Achse des Zähler rotors aufgebaut..
Diese Vorrichtung besteht, falls es sich ein Messwerte nur einer Zähl- rielitung, d. h. um nur positive bzw. nur negative Messwerte handelt, aus einer mit der Rotoraehse verbundenen Lochscheibe, die zwischen einer Lichtquelle und einer Photo zelle frei rotieren kann und auf diese Weise den nach der Photozelle gesandten Licht strahl, periodisch unterbricht. bzw. freigibt.
Die Zahl der dadurch in der Photozelle aus gelösten elektrischen Stromstösse ist. somit der Drehzahl der Rotorseheibe des lIess- systenis proportional, und es muss daher auch eine direkte Proportionalität zwischen der Impulsfrequenz, d. li. der Impulszahl pro Zeiteinheit und dein 1Iesswerte bestehen.
Es sind aber auch bereits Einrichtungen bekannt. geworden, die gestatten, Messwerte zweier verschiedener Zä.hlrielitungen fernzu- übertra-#en. In diesem Fall geht man von einer soggenannten Grundimpulsfrequenz aus, die dadurch entsteht, dass man eine zweite Lochscheibe finit konstanter Drehzahl zwi schen Photozelle und Lichtquelle rotieren lässt. Die Grundimpulsfrequenz entspricht dann dem gemeinsamen Nullpunkt der beiden Zählrichtungen.
Entsprechend der Zählrich tung läuft nun die auf der 11lesssystemachse montierte Lochscheibe im gleichen oder im entgegengesetzten Drehsinne wie die zusätz liche Lochscheibe um. Das hat zur Folge, dass die Impulsfrequenz in der einen Zählrich tung proportional dem 1Iesswert abnehmen, in der andern Zählrichtung mit derselben Proportionalität zunehmen muss.
Deshalb be sitzt auch das Anzeigegerät seinen Nullpunkt innerhalb der Skalenteilung, und es geht aus der Zeigerstellung auch die Zählrichtung einwandfrei hervor, gleichgültig, ob es sich dabei um -die Anzeige von Polaritäten von Gleichströmen oder -spannengen handelt, oder ob sich diese auf Energie-, Drehzahl- oder Strömungsrichtungen usw. bezieht.
Die für die 'Fernübertragung derartiger Messwerte mit wechselnden Vorzeichen benö tigte Einrichtung zur Erzeugung der Grimd- impulszahl besteht aus einer mit dem Mess- sy stem verbundenen Lochscheibe und aus einer weiteren mit konstanter Drehzahl ange triebenen Lochscheibe, die beide zwischen einer Lichtquelle und einer Photozelle rotie ren und auf diese Weise den nach der Photo zelle gesandten Lichtstrahl periodisch unter brechen bzw. freigeben.
Da die beiden Loch scheiben, insbesondere die -LNIesssystem-Loeh- scheibe, für ihre Lagerungen und die mit konstanter Drehzahl angetriebene Loch scheibe ausserdem für ihren Antrieb erheb- lich Platz benötigen, ist leicht ersichtlich, dass derartige Einrichtungen verhältnismässig -umfangreich werden.
Insbesondere erweist sich als nachteilig, dass ein Einbau derartiger Griuidünpuls- einrichtimgen in normale Zählereinrichtungen ohne Gehäusevergrösserung nicht möglich ist.
Die Erfindung ermöglicht, die erwähnten Nachteile zu mildern und betrifft einen Fernmessgeber für das Impulshäufigkeitsver- fahren, bei welchem Geber zwei Lochscheiben einen eine Photozelle beeinflussenden Licht strahl steuern. und welcher Geber sich da durch auszeichnet, da.ss die beiden Loch scheiben verschiedene Durchmesser aufweisen und exzentrisch zueinander angeordnet sind.
In der Zeichnung ist schematisch . ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Fernmessgebers dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des grundsätzlichen Aufbaues des Gebers, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Lochschei ben und Fig. 3 eine Seitenansicht auf einen einen Mehrsystem - Induktionszähler aufweisenden Fernmessgeber.
In der Fig. 1 bedeutet 1 eine Messwert- Loehscheibe, beispielsweise eine Messsystem- scheibe eines weiter nicht dargestellten In duktionszählers, die an ihrem Umfang einen Kranz von regelmässig verteilten Löchern aufweist, von denen in der Fig. 1. der Ein fachheit halber nur ein einziges Loch 2 dar gestellt wurde. Die Messwert.Lochscheibe 1 dreht sich in Funktion des Messwer tes in der einen oder andern Drehrichtung, wie dies durch die beiden entgegengesetzt gerichteten Pfeile 3 angedeutet ist.
Unterhalb der Mess- wert-Lochscheibe 1 ist in geringem Abstand von ihr eine zweite Lochscheibe 4 angeordnet, deren Durchmesser angenähert gleich, d. h.
0,4 bis 0,5mal dem Durchmesser der Messr wert-Lochscheibe 1 ist und die an ihrem Um fang ebenfalls einen Kranz von regelmässig verteilten Löchern 5 aufweist, von denen der Einfachheit halber wiederum nur ein einziges dargestellt wurde. Die Lochscheibe 4 wird in der angegebenen Pfeilrichtung mit kon- stanter Drehzahl beispielsweise durch einen Synchronmotor 6 angetrieben, dessen Dreh zahl durch ein Reduziergetriebe 7 entspre chend herabgesetzt. wird.
Von einer Licht quelle 8 wird ein Strahlenbündel durch ein Linsensystem 9 gesammelt und durch eine viereckige Blende 10 nach einer Photozelle 11 gerichtet. Dabei wird der von der Licht quelle 8 ausgehende Lichtstrahl 12 auf sei nem Weg zur Photozelle 11 durch die beiden Lochscheiben 1. und 4 gesteuert.
Sowohl der Synchronmotor 6 als auch die Lichtquelle 8 werden in der angedeuteten Weise durch ein Netz a, b gespiesen. Die im Photozellen- stroinkreis entstehenden Stromänderungen werden durch eine Verstä.rkereinrichtung 1.3 verstärkt und beben den Ausgangsstrom der selben im Takte der Impulsfrequenz frei.
Bei geringen Übertragungsentfernungen können die von der Verstärkereinrichtung ausge sandten Czleichstr oinimpiilse direkt an eine Fernmessleitung 14 abgegeben werden. Bei grösseren Entfernungen oder aber bei Mehr fachübertragungen verschiedener Messwerte wird durch ein sogena.nntes Senderelais 15 eine Hilfsspannung im Takte der vom Ver stärker 13 gelieferten Impulsfrequenz ge tastet.
In der Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die beiden Lochscheiben 1 und 4 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass die Lochscheibe 4 für die GrLindimpulse einen Durchmesser aufweist, der etwas kleiner ist als der Radius der Messwert-Lochscheibe und dass die beiden Lochscheiben so übereinander angeordnet sind, dass der kleinere Lochberührungskreis 7.6 der Grundiinpids-Lochscheibe 4 und der klei nere Lochberührungskreis 17 der Messwert- Lochscheibe 1 einander tangieren. Ausserdem.
weist die Grundimpuls-Loehscheibe 4 keine kreisinlnden Löcher auf, sondern in radialer Richtung ausgebildete Langlöcher 5. Dies ist. deshalb notwendig, da die Radien der Loch kreise verschieden sind und bei kreisförmigen Löchern in der Grundimpulsseheibe zusätz liche Überdeckungen stattfinden würden, die Verzerrungen in der Impulserzeugung zur Folge hätten.
Aus der Fig. 2 ist ferner ersichtlich, (lass bei beiden Lochscheiben die Stegbreite zwischen zwei Löchern gleich gross ist wie der Loelidurchinesser bzw. die Loch breite. Ausserdem ist aus dieser Figur noch die Forin und die Lage der viereckigen Blende 10 deutlich sichtbar.
Iii der Fig. 3 bedeutet 7 wieder die Me1;- wert-Loehsebeibe und 4 die Loehseheibe für die Grundimpulse. Mit 17 ist ein Synchron ,Motor gekennzeichnet und 18 bedeutet ein Gehäuse, welches eine Photozelle 19 enthält.. In einem waagrecht liegenden Tubus 20 ist eine einstellbare Lichtquelle untergebracht. Die Lichtstrahlen derselben werden durch ;eine Linse 21 gesammelt und durch eine Blende 22 der Photozelle 111 zugeführt.
Die Loehscheihe 4 wird durch den Svnehronniotor 17 über ein nicht dargestelltes ('T'eti#iebe ange- trrieben. Mit 23 ist die -Achse der Lochscheibe 4 bezeichnet, deren unteres Ende in einem Lager 24 drehbar gelagert ist. Letzteres ist als Bremslager ausgebildet, und zwar deshalb, weil die Drehbewegung des Synelironniotoi-s 17 nicht ganz gleichförmig ist.
Die ritek- ;artigen Bewegungen desselben werden durch das Getriebe auf die Loehselieibenaelise 2 übertragen, hier jedoch durch eine im Lager 24 vorgesehene Bremsscheibeneinrichtung ab gebremst..
Die bisher beschriebene Geberein richtung bildet, eine zusammengebaute koni- pakt.e Einheit, die als Ganzes derart in einen Induktionszähler eingeschoben werden kann, dass die Loehsclieibe 4 sehr nahe unter die Messwert-Loelisrlieibe 1 des Zählers zu liegen kommt.
In der richtigen Lage, die ohne weite res durch -Insdiliige gegeben sein kann, 1ä sst sich die Gebereinrielitunmit wenigen Befe- stigungsinitteln, d. 1i. Höchstens zwei Ele menten, z. B. Sclirattben 29, an einem winkel- förinigen Träger<B>2</B>5 des Induktionszählers be festigen.
Es ist daher ersiehtlieh, da.ss die Ge bereinrichtung auch naehträgl.ieh in ein belie biges Zählersystein eingebaut werden kann, falls das Zählergehäuse genügend -ross ist. In der Fig. 3 ist finit. 26 noch eine Messsystein- aehse, mit 27 eine zweite, jedoch nicht ge lochte Messsvstenischeibe und mit 28 ein Un terlager bezeichnet..
Die Wirkungsweise der beschriebenen Ein- richtiuig ist die folgende: Die Lochscheibe 4 für die (lrundiinpulse dreht stets in der glei ehen Richtung, beispielsweise im Uhrzeiger sinn, während die 1Iesswert-Lochscheibe 1 ihre Drehrichtung ändern kann. Der von der Lichtquelle 8 ausgebende Lichtstrahl wird auf seinem Weg zur Photozelle 11 durch die beiden Loehseheiben 1 und 4 gesteuert. Es können sich dabei folgende Betriebsfälle ergeben: 1.
Die 1Vlesswert-Loehseheibe 1 steht still. Es entsteht eine Impulszahl, die der Drehzahl der Grundinipuls-Lochselieibe 4 entspricht, also die dein llesswert Null entsprechende ( T ruiidimpulszahl.
2. Die Messwert-Loehseheibe 1 dreht im Gegenuhrzeigersinn. Es entsteht eine Impuls zahl, die verhältnisgleich der Summe der Drehzahlen der beiden Lochscheiben ist und einem positiven Messwert entspricht.
3. Die Messwert-Locliseheibe 1 dreht sich ini L\hrzeigersinn. Es entsteht eine Impuls zahl, die verhältnisgleich der Differenz der Drehzahlen der beiden Lochscheiben ist und einem negativen Messwert entspricht.
Ein vierter Betriebsfall, der jedoch prak tisch vermieden wird, tritt dann ein, wenn die Messwert-Lochscheibe 1. im Uhrzeigersinn dreht und die Emfangsgesehwindigkeit der Löcher beider Loelischeiben gleich gross ist. Dann entstehen keine Impulse mehr, weil der .Ausschnitt der Blende schlitzförmig ausge bildet ist und die Forin eines Kreissektors aufweist, dessen Länge -leieh zweimal dem Loehdurehmesser der Scheibenlöcher und des sen mittlerer Radius gleich. dem.
Radius des Lochkreises der 14lesswert-Lochsclieibe 7. ist. Es ist dann leicht einzusehen, dass die Inten sität des auf die Photozelle 11 auftreffenden Lichtes von der gegenseitigen Lage der Lö cher der Scheiben 1., 4 abhängig ist, aber nicht schwankt, so dass im Photozellenstrom- kreis keine Stromänderungen stattfinden.
Die Vorteile der beschriebenen Einrieli- tung sind hauptsächlich die. folgenden: Durch die besondere Ausbildung der GriindimpiLls-Lochscheibe und durch ihre ex zentrische Lagerung gegenüber der Messwert- Lochscheibe wird es möglich, die ganze Grundimpulsvorrichtung als kleine, kompakte Einheit zui bauen, die beispielsweise auf einen normalen Induktionszähler ohne Schwie rigkeiten aufgesteckt werden kann,
wobei es gegenüber den bisher bekannt gewordenen Lösungen besonders günstig ist, wenn die Bauhöhe des normalen Induktionszählers nicht vergrössert werden muss. Da die Be triebslage durch Anschläge bestimmt werden kann, ist eine leichte Auswechselbarkeit der Vorrichtung möglich. Ferner ergibt sich durch die beschriebene Lösung ein verhält nismässig sehr geringer Abstand zwischen den beiden Lochscheiben, was sich in optischer Beziehung günstig auswirkt.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass, falls Messgrössen mit nur einem Vorzeichen gemessen werden sol len, die ganze Grum.dimpulsvorrichtmig gegen eine einfachere ersetzt werden kann, ohne dass die geringste Änderung am Induktionszähler selbst vorgenommen werden muss.
Remote control for the pulse frequency method. For the remote transmission of electrical quantities such as active, apparent and reactive power, voltages or currents according to the pulse frequency method, appropriately designed precision counters are often used as 3less value transmitters. In such cases, the transducer or pulse generator is installed directly on the axis of the counter rotor.
This device exists if there is a measured value from only one metering line, i. H. is only positive or only negative measured values, from a perforated disk connected to the rotor axis, which can rotate freely between a light source and a photo cell and in this way periodically interrupts the light beam sent to the photo cell. or releases.
The number of electrical current impulses released in the photocell is. thus proportional to the speed of the rotor disk of the less system, and there must therefore also be a direct proportionality between the pulse frequency, i.e. left the number of impulses per unit of time and the measured values.
But there are also already known facilities. which allow measured values of two different metering lines to be transmitted remotely. In this case, a so-called basic pulse frequency is assumed, which arises from the fact that a second perforated disk is rotated at a finite constant speed between the photocell and the light source. The basic pulse frequency then corresponds to the common zero point of the two counting directions.
According to the counting direction, the perforated disc mounted on the 11lesssystem axis now rotates in the same or in the opposite direction as the additional perforated disc. The consequence of this is that the pulse frequency in one counting direction decreases proportionally to the measured value, in the other counting direction it must increase with the same proportionality.
That is why the display device has its zero point within the scale division, and the pointer position also clearly shows the counting direction, regardless of whether it is - the display of polarities of direct currents or spans, or whether it relates to energy- , Speed or flow directions, etc.
The device required for the remote transmission of such measured values with changing signs for generating the number of Grimd pulses consists of a perforated disk connected to the measuring system and a further perforated disk driven at constant speed, both of which rotate between a light source and a photocell Ren and in this way periodically break or release the light beam sent to the photo cell.
Since the two perforated disks, in particular the -LNIesssystem-Loeh- disk, require considerable space for their bearings and the perforated disk, which is driven at constant speed, also for their drive, it is easy to see that such devices are relatively extensive.
In particular, it proves to be disadvantageous that it is not possible to install such green pulse devices in normal counter devices without enlarging the housing.
The invention makes it possible to mitigate the disadvantages mentioned and relates to a telemetry transmitter for the pulse frequency method, in which transmitter two perforated disks control a light beam influencing a photocell. and which encoder is characterized by the fact that the two perforated disks have different diameters and are arranged eccentrically to one another.
The drawing is schematic. an exemplary embodiment of the telemeter according to the invention is shown. 1 shows a perspective illustration of the basic structure of the transmitter, FIG. 2 shows a plan view of the perforated disks and FIG. 3 shows a side view of a telemetry transmitter having a multi-system induction counter.
In FIG. 1, 1 denotes a measured value hole disk, for example a measuring system disk of an induction meter, not shown, which has a ring of regularly distributed holes on its circumference, of which only one is shown in FIG. 1 for the sake of simplicity only hole 2 was made. The measured value perforated disk 1 rotates as a function of the measured value in one or the other direction of rotation, as indicated by the two arrows 3 pointing in opposite directions.
A second perforated disk 4, the diameter of which is approximately the same, is arranged below the measured value perforated disk 1 at a small distance from it. H.
0.4 to 0.5 times the diameter of the measured value perforated disk 1 and which also has a ring of regularly distributed holes 5 on its periphery, of which only one has again been shown for the sake of simplicity. The perforated disk 4 is driven in the indicated direction of the arrow at a constant speed, for example by a synchronous motor 6, the speed of which is correspondingly reduced by a reduction gear 7. becomes.
From a light source 8, a bundle of rays is collected by a lens system 9 and directed through a square diaphragm 10 to a photocell 11. The outgoing light beam 12 from the light source 8 is controlled on its way to the photocell 11 through the two perforated disks 1 and 4.
Both the synchronous motor 6 and the light source 8 are fed in the manner indicated by a network a, b. The current changes occurring in the photocell stroinkkreis are amplified by an amplifier device 1.3 and release the output current of the same in the cycle of the pulse frequency.
In the case of short transmission distances, the direct current impulses sent by the amplifier device can be output directly to a telemetry line 14. With greater distances or with multiple transmissions of different measured values, an auxiliary voltage is scanned by a so-called transmitter relay 15 at the rate of the pulse frequency supplied by the amplifier 13.
In Fig. 2 is a plan view of the two perforated disks 1 and 4 is shown. It can be seen from this that the perforated disk 4 for the basic impulses has a diameter that is slightly smaller than the radius of the measuring value perforated disk and that the two perforated disks are arranged one above the other so that the smaller hole contact circle 7.6 of the basicinpids perforated disk 4 and the smaller one Hole contact circle 17 of measured value perforated disk 1 tangent to one another. Moreover.
the basic pulse hole disk 4 has no circular holes, but elongated holes 5 formed in the radial direction. This is necessary because the radii of the hole circles are different and, with circular holes in the basic pulse disc, additional overlaps would take place, which would result in distortions in the generation of pulses.
From Fig. 2 it can also be seen (let the web width between two holes be the same size as the Loelidurchinesser or the hole width in both perforated disks. In addition, the shape and the position of the square diaphragm 10 are clearly visible from this figure.
III of FIG. 3, 7 again denotes the measuring disk and 4 the disk for the basic pulses. A synchronous motor is identified with 17 and 18 means a housing which contains a photocell 19 .. An adjustable light source is housed in a horizontally lying tube 20. The light rays thereof are collected by a lens 21 and fed through a diaphragm 22 to the photocell 111.
The hole plate 4 is driven by the Svnehronniotor 17 via a not shown ('T'eti # iebe. 23 is the axis of the perforated disc 4, the lower end of which is rotatably mounted in a bearing 24. The latter is designed as a brake bearing This is because the rotational movement of the Synelironniotoi-s 17 is not entirely uniform.
The ritek-like movements of the same are transmitted to the Loehselieibenaelise 2 by the gearbox, but here braked by a brake disk device provided in the bearing 24.
The previously described transmitter device forms an assembled koni- pakt.e unit, which can be inserted as a whole into an induction counter in such a way that the Loehsclieibe 4 comes to be very close to the measured value Loelisrlieibe 1 of the counter.
In the correct position, which can easily be given by the insiders, the donor unit can be set up with a few fastening means, i.e. 1i. At most two ele ments, z. B. Sclirattben 29, fasten to an angled support <B> 2 </B> 5 of the induction meter be.
It is therefore evident that the transmitter device can also be installed subsequently in any meter system if the meter housing is sufficiently large. In Fig. 3 is finite. 26 another measuring system axis, with 27 a second, but not perforated measuring system disk and with 28 a lower bearing.
The operation of the described device is as follows: The perforated disk 4 for the circular pulse always rotates in the same direction, for example clockwise, while the measured value perforated disk 1 can change its direction of rotation. The light beam emitted by the light source 8 is on its way to the photocell 11 is controlled by the two hole disks 1 and 4. The following operating cases can arise: 1.
The 1Vlesswert-Loehseheibe 1 stands still. The result is a number of pulses which corresponds to the speed of the basic pulse hole element 4, i.e. the number of pulse pulses corresponding to the zero value of zero.
2. The measured value hole washer 1 rotates counterclockwise. The result is a number of pulses that is proportional to the sum of the speeds of the two perforated discs and corresponds to a positive measured value.
3. The measured value loclis disc 1 rotates in a clockwise direction. The result is a number of pulses that is proportional to the difference between the speeds of the two perforated discs and corresponds to a negative measured value.
A fourth operating case, which is practically avoided, occurs when the measuring value perforated disk 1. rotates clockwise and the reception speed of the holes in both Loeli disks is the same. Then there are no more impulses because the cutout of the aperture is slit-shaped and has the shape of a sector of a circle, the length of which is equal to twice the diameter of the hole in the disc and its mean radius. the.
The radius of the bolt circle of the 14less value hole disc 7. is. It is then easy to see that the intensity of the light striking the photocell 11 depends on the mutual position of the holes in the panes 1, 4, but does not fluctuate, so that no current changes take place in the photocell circuit.
The advantages of the described arrangement are mainly the. The following: Due to the special design of the GriindimpiLls perforated disc and its eccentric mounting in relation to the measured value perforated disc, it is possible to build the entire basic pulse device as a small, compact unit that can be plugged onto a normal induction meter, for example, without difficulty,
whereas it is particularly favorable compared to the previously known solutions if the overall height of the normal induction meter does not have to be increased. Since the operating position can be determined by attacks, the device can be easily replaced. Furthermore, the solution described results in a very small distance between the two perforated disks, which has a positive effect in terms of appearance.
Another advantage is that, if measured quantities are to be measured with only one sign, the entire range can be replaced with a simpler one using a pulse device, without having to make the slightest change to the induction meter itself.