Stellungsanzeigegerät für wenigstens einen auf einer linearen Bahn beweglichen Körper Es ist verhältnismässig einfach, die jeweilige Stellung bewegter Körper innerhalb bestimmter Bah nen durch mechanische Mittel anzuzeigen. Voraus setzung dafür ist, dass diese bewegten Körper in direkter Verbindung mit dem Anzeigesystem sind. Schwieriger ist dieses, Problem, wenn es sich darum handelt, die Lage von Körpern innerhalb von Rohren anzuzeigen, also. allgemein, wenn diese Körper nicht in direkte mechanische Beziehung zu dem Anzeige system gebracht werden können. Dies ist beispiels weise der Fall bei der Anzeige der Stellung der Regel organe bei Atomreaktoren. Hierfür sind verschie dene Möglichkeiten denkbar. Z. B. können magne tisch betätigte Kontakte entlang der Bahn angeord net werden.
Diese sind jedoch einem gewissen Ver- schleissi unterworfen. Eine andere bekannte Möglich keit zur Stellungsanzeige in derartigen Fällen beruht darauf, dass eine Anzahl von Induktionsspulen über die ganze Länge des Weges des anzuzeigenden Kör pers verteilt ist, wobei durch den bewegten Körper eine Induktivitätsänderung der diesem gerade gegen überliegenden Spulen eintritt. Zu diesem Zweck be steht der anzumessende Körper aus einem magne tischen Material. Die Induktivitätsmessung selbst wurde mit Hilfe einer Messbrücke durchgeführt, sie benötigte also eine geraume Zeit, so dass sich diese Anordnung nicht gut zur Stellungsanzeige eines rasch bewegten Körpers eignet.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nach teile und bezieht sich auf ein Stellungsanzeigegerät für wenigstens einen auf einer linearen Bahn beweg lichen Körper, insbesondere für ein Regel- oder Steuerghed von Atomreaktoren. Die Erfindung be steht dabei darin, dass längs der Bahn des wenig stens teilweise aus ferromagnetischem Material be stehenden beweglichen Körpers wechselstromge- speiste Primärwicklungen und eine Anzahl Sekundär- wicklungen vorgesehen sind, wobei letztere ent sprechend der jeweiligen Lage des beweglichen Teiles die angeschlossenen Meldegeräte mit induziertem Strom speisen.
Mit diesem Gerät ist es gegenüber bekannten Ausführungen auch möglich, bestimmte ausgewählte Stellungen des -sich bewegenden Körpers mit zusätz lichen Schalteinrichtungen zu versehen, die der Aus lösung eines optischen oder akustischen Signal z. B. eines Alarmsignals dienen. Gegenüber den bisherigen Einrichtungen dient der anzumessende Körper nicht mehr als direkte Einflussgrösse, sondern nur mehr als eine indirekte, nämlich als Kopplungsglied zwi schen einer Serie von zueinandergehörigen Transfor- matorspulen.
Die Fig. <B>1</B> und 2 zeigen zwei verschiedene Aus führungsbeispiele von Stellungsanzeigeeinrichtungen, die nach dem Prinzip dieser Erfindung aufgebaut sind. Fig. <B>1</B> zeigt eine Einrichtung zur überwachung nur eines bewegten Körpers. Entlang der Bahn die ses Körpers<B>12</B> ist eine Anzahl von Primärwicklungen <B>10</B> gleichmässig verteilt angeordnet und diesen ge genüber eine gleiche Anzahl von sektmdären Trans- formatorwicklungen 14. Diese Primär- und Sekun därwicklungen können z.
B. einzeln auf getrennten unmagnetischen Trägern angeordnet werden, oder aber auch paarweise koaxial um die Bahn des Kör pers; 12 gewickelt sein, z. B. über einen die Bahn des Körpers eng umschliessenden rohrförmigen Isolier- körper. Ein Abschnitt des bewegten Körpers 12 ist aus magnetisierbarem Material hergestellt und dieser ist annäherungsweise gleich lang wie der durch die Anordnung überwachte Weg.
über dieses magneti- sierbare Material wird entsprechend der über- deckung zwischen überwachter Bahnlänge und be weglichem Körper eine feste Kopplung der Primär- und Sekundärwicklungen erreicht, so dass die an die sekundären Wicklungen 14 angeschlossenen opti schen Anzeigemittel, wie z.B. Glühldrapen <B>16</B> auf leuchten.
In diesem Beispiel sind diese Anzeige lampen<B>16</B> einmal über die Leitungen<B>18</B> mit den einzelnen Sekundärwicklungen 14 verbunden und auf der anderen Seite über die Leitungen 22 an die ge meinsame Leitung 20 angeschlossen, die mit der Leitung 24 verbunden-ist, an welche wiederum die Sekundärwicklungen 14 mit ihrem anderen Ende an geschlossen sind. Die Primärwicklungen sind in die sem Beispiel in 4 Gruppen unterteilt und so ange ordnet, dass die einzelnen Wicklungen jeder Gruppe mit denjenigen der Nachbargruppe in der gleichen Reihenfolge in Reihe geschaltet sind.
Da jede Gruppe in diesem Ausführungsbeispiel<B>6</B> Einzelleitungen ent hält, ergeben sich zunächst<B>6</B> getrennte Zuleitungs paare 32/34 für die 4 Gruppen von Prirnärwicklun- gen. Diese Speiseleitungssysteme sind über jeweils eine Drossel<B>30,</B> die sich in einem gesonderten Ge rät<B>26</B> befinden, über die Leitungen<B>28</B> an die ge meinsame Stromquelle angeschaltet. Das Gerät<B>26</B> mit den eingebauten Drosseln<B>30</B> hat dabei die Auf gabe, die einzelnen Primärspulenkreise so zu ent- koppeln, dass keine schädlichen Rückwirkungen in nerhalb des gesamten Systems, zu befürchten sind.
Die Unterteilung der Primärwicklungen in diese<B>6</B> Stromversorgungszweige hat den Zweck, bei Ausfall einer Leitung trotzdem eine ungefähre Stellungsan zeige zu gewährleisten.
Die Wicklungen sind so aufeinander abgestimmt, dass bei Luftkopplung, wenn also der bewegte Kör per nicht in der Nähe ist, in der Sekundärwicklung eine Spannung in der Grössenordnung von 0,2 V induziert wird, jedoch nach erfolgter magnetischer Kopplung durch den beweglichen Körper 12 dieser Wert etwa um den Faktor<B>10</B> ansteigt. Die ange schlossenen Lampen werden so ausgewählt, dass sie erst bei nahezu voller magnetischer Kopplung zu leuchten beginnen.
Daraus- ergibt sich, dass die Länge der Reihe von leuchtenden Lampen der Stellung des bewegten Kör pers 12 auf seinem Weg entspricht. Sollte es erfor derlich sein, die exakte Stellung des bewegten Kör pers 12 innerhalb des notwendigen Abstandes zwi schen irgendeinem Paar der am nächsten stehenden Sekundärwicklungen zu ermitteln, so kann diesi durch Messung der Spannung der obersten, mehr oder we niger stark brennenden Lampe erfolgen.
In der Fig. <B>1</B> kann beispielsweise die genaue Lage des Endes 10-4 des bewegten Körpers<B>12</B> durch Messung der Spannung an der gegenüberliegenden Lampe<B>16</B> be stimmt werden. Zweckmässigerweise wird das Mess- instrument dabei nicht in Spannung, sondern gleich in Weglängen geeicht. Ein ungefähres Mass des An näherungsgrades des Endes 104 -des bewegten Kör pers 12 ergibt sich aber auch durch den Grad der Helligkeit des benachbarten Lampensystems.
Es ist natürlich auch möglich, die Primärwick lungen zu einer einzigen (nicht gezeichneten) konti nuierlichen Primärwicklung zusammenzufassen, die sich ungefähr über die gesamte Weglänge des be wegten Körpers 12 erstreckt. Die Arbeitsweise einer derartigen Anordnung ist praktisch dieselbe wie die jenige der beschriebenen. Selbstverständlich -kann auch eine beliebig andere Zahl von Primärwicklungen Verwendung finden<B>;</B> diese muss, nicht mit der Zahl der Sekundärwicklungen 14 übereinstimmen. Jedoch sind in diesen Fällen wie in dem erstgenannten Ent- kopplungsdrosseln vorteilhaft.
In Fig. 2 ist ein Stellungsanzeigegerät nach dem vorbe-schriebenen System zur Anzeige einer Mehr zahl von bewegten Körpern<B>36</B> erweitert. Ausser- dem sind hier noch besondere Schalteinrichtungen angeordnet, um bestimmte erreichte Positionen des bewegten Körpers<B>36</B> anzuzeigen. Jedem der beweg ten Körper<B>36</B> ist ein Geräteteil<B>38,</B> in der Folge auch System genannt, von primären und sekundären Transformatorwicklungen, ähnlich wie in Fig. <B>1,</B> zu geordnet. Die Primärwicklungen jeder dieser Serien <B>38</B> sind wieder an einem Kopplungsgerät<B>26'</B> ange schlossen.
Diese sind ihrerseits wieder über die Leitungen<B>28'</B> mit einer Anzahl von Querverbin dungen 40 verbunden. Diese wiederum verzweigen sich in die Leitungen 42, die z.B. zu weiteren an- schliessbaren Geräten gleicher Art führen können und die Leitung 44, die zu dem Schalter 46 führen. Ein weiteres Leitungspaar <B>52</B> ist ebenfalls über Lei ter<B>28'</B> an das Entkopplungsgerät <B>26'</B> sowie an den Schalter 46 angeschlossen.
Die durch den Schalter 46 unterbrochenen Leitungen 44 werden auf der anderen Seite mit der Bezeichnung<B>50</B> gemeinsam weitergeführt und sind dort über den Schalter<B>62</B> und die Leitungen<B>60</B> und<B>58</B> mit dem Wechsel stromgenerator<B>56</B> verbunden. Die verbleibenden Primärleitungen 48 und<B>52</B> setzen sich nach dem Schalter 46 über die Leitungen 54 zu Kontakten eines Magnetschützes 64 fort, das diese Leitungen entweder an die Hauptstromquelle <B>56</B> oder -an eine noch zu beschreibende Notstromquelle anschliesst.
Diese Notstromquelle enthält in diesem Beispiel eine Batterie<B>68</B> und ein Umformergerät, bestehend aus dem Motor<B>70</B> und dem Wechselstromgenerator 72., Die von diesem erzeugte Wechselspannung ist unge fähr gleich gross wie diejenige der Hauptstromquelle <B>56,</B> wobei diese Wechselspannung nicht unbedingt sinusförn-üg sein muss. Es ist vielmehr ganz allge mein eine pulsierende Spannung gemeint, die geeig net ist, einen brauchbaren Transformationseffekt <B>zu</B> erzielen. Über den Schalter<B>80</B> kann dieses Not stromaggregat in Bereitschaft gestellt werden.
Bei Ausfall der Hauptspannung vom Motor-<B>56</B> fällt das von diesem erregte Schütz-78 ab und schliesst die Kontakte 74 und<B>82.</B> Damit wird das Notstromaggre gat<B>72/70</B> in Tätigkeit gesetzt und ausserdem das Schütz 64 erregt, das, die Leitungen 54 von der Hauptstromquelle <B>56</B> abschaltet und mit den von dem Generator<B>72</B> abgehenden Leitungen<B>86</B> und 84 verbindet. Somit werden im Notfall nur die an die Leitungen<B>62</B> bzw. 48 angeschlossenen Primärwick lungen der einzelnen Systeme<B>38</B> erregt und damit infolge der gleichmässigen Verteilung der zugehö rigen Primärwicklungen eine ungefähre Einstellungs anzeige der Körper<B>36</B> ermöglicht.
Wie bereits erwähnt<B>'</B> sind mit den einzelnen An zeigesystemen<B>38</B> besondere Schaltmittel<B>92</B> verbun den, die mit Hilfe einer optischen oder akustischen Anzeigeeinrichtung 102 in der Lage sind, das Ein laufen des bewegten Körpers in eine bestimmte Stellung zu ermitteln. Zu diesem Zweck ist dieses Gerät<B>92</B> z. B. zur Lampe 16a (Fig. <B>1,</B> 2) über die Leitungen 94 und<B>96</B> parallel geschaltet.
In diesem Beispiel ist diese besondere Stellung gegeben durch die äusserste rechte Lage des bewegten Körpers<B>36</B> bzw. die unterste des Körpers 12 in Fig. <B>1.</B> Wichtig dabei ist, dass das, Gerät<B>92</B> so eingerichtet ist, dass es auf eine Spannung anspricht, die zwischen derje nigen bei Leerlauf und derjenigen bei voller Kopp lung liegt. Dies bedeutet, dass in dieser Stellung die Lampe<B>16</B> nicht leuchtet.
Das Gerät<B>92</B> enthält bei spielsweise einen Kippkreis, dem über die Leitungen 94 und<B>96</B> das Eingangssignal zugeführt wird<B>;</B> die allgemeine Spannungsversorgung erfolgt über die Leitungen<B>98,</B> die den Leitungen<B>52</B> parallel geschal tet sind, also in jedem Falle bei normalem und auch bei Notstrombetrieb unter Spannung sind. Der Kipp kreis ist ausgangsseitig über die Leitungen<B>100</B> an die optische bzw. akustische Signal- oder Alarmein richtung 102 angeschlossen.
Die Kippschaltung in Gerät<B>92</B> kanri zweckmässig durch entsprechend vor magnetisierte Magnetverstärker ergänzt werden, um das Eingangssignal nur bei einem Wert von beispiels weise<B>0,5</B> V durchzulassen. Dieser Spannungswert wird erreicht sein, wenn nach Fig. <B>1</B> das Ende 104 des bewegten Körpers 12 gerade die untersten Se kundärwindungen 14a passiert hat. Selbstverständlich kann diese zusätzliche Schalt- und Anzeigeeinrich- tung auch jeder beliebigen anderen Lampe<B>16</B> pa rallel geschaltet werden, um andere diskrete Stellun gen besonders anzuzeigen.
Aus diesen beiden Beispielen ist ersichtlich, dass es auf verhältnismässig einfache Weise möglich ist, die Lage derartig bewegter Körper sicher und prä zise anzuzeigen. Selbstverständlich sind noch viele andere Variationen denkbar.