CH667918A5

CH667918A5 - Durchflussmengenmessgeraet fuer die messung eines stroemenden mediums.

Info

Publication number: CH667918A5
Application number: CH189385A
Authority: CH
Inventors: Karoly Szili; Jozsef Baranyai
Original assignee: Foevarosi Finommechanikai Vall
Priority date: 1984-05-04
Filing date: 1985-05-03
Publication date: 1988-11-15
Also published as: HUT37262A; DE3515952A1; DK184185D0; DK184185A; HU189874B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Durchflussmengenmessgerät für die Messung eines strömenden Mediums, insbesondere der Nutzwarm wassermenge in Leitungssystemen.

Ein ähnliches Messgerät ist aus dem Ungarischen Patent HU-173 819 bekannt geworden. Diese Messeinrichtung enthält ein Gehäuse, in welchem Vordrall-, Drall- und Nach-drallkammern vorgesehen sind. In diesen Kammern ist je eine Drallspule koaxial angeordnet, und die Mantelfläche der Drallspulen ist mit spiralförmig verlaufenden Rippen ausgestaltet. Bei dieser bekannten Messeinrichtung ist zwischen der Vordrallkammer und der Drallkammer eine weitere, mit Öffnungen versehene Einsatzscheibe vorhanden, welche die durchfliessende Flüssigkeitsmenge in die Drallkammer leitet. Am Unterteil der Drallkammer ist eine ver-schleissfeste Messbahn vorhanden, auf welcher eine Messkugel rotiert. Der Umlauf der Messkugel wird mit einem optoelektrischen, induktiven Fühler oder Optokoppler in der Weise gemessen, indem die Messkugel jedesmal beim Passieren des induktiven oder optoelektrischen Fühlers einen Impuls erzeugt, welche dann über einen geeigneten Umwandler einen Impulszähler zugeführt werden, wodurch die durchfliessende Flüssigkeitsmenge gemessen werden kann.

Diese bekannte Lösung weist jedoch einige Mängel auf. Ein Nachteil dieser Einrichtung besteht in der unbefriedigenden Reproduzierbarkeit und der kurzzeitigen Stabilität, wodurch die Messergebnisse grösstenteils nur einen informativen Charakter beinhalten. Ein weiterer Mangel besteht im begrenzten Messbereich, so dass das Anwendungsgebiet äussert begrenzt bleibt. Da der Fühler selbst kein Stellelement enthält, ist bei mit der traditionellen Technologie hergestellten Bestandteilen die gegenseitige Austauschbarkeit der einzelnen Elemente nicht gewährleistet.

Zweck der Erfindung ist es, ein Durchflussmengenmessgerät vorzuschlagen, welches die erwähnten Nachteile vermeidet.

Erfindungsgemäss wird ein Messgerät der eingangs erwähnten Art vorgesehen, welches die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale besitzt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsge-mässen Durchflussmengenmessgeräts besteht darin, dass die Messkugel aus ferromagnetischem Werkstoff besteht und dass das Messgerät zum Anschluss an einen Fühler mit Empfangskopf mit Hall-Generator eingerichtet ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Messgeräts kann die Messkugel aus einem paramagnetischen Werkstoff bestehen und das Messgerät zum Anschluss an einen Fühler zur Wahrnehmung von Kapazitätsänderungen ausgebildet sein.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das Messgerät zum Anschluss an eine signalverarbeitende Einheit ausgebildet ist.

Das erfindungsgemässe Messgerät wird anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels, mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; Es zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch das Messgerät,

Figur 2 ein Beispiel für die Messbahn,

Figur 3 das Blockschema eines dem Messgerät angeschlossenen Messsystems.

Das dargestellte Messgerät gemäss Fig. 1 kann vorteilhaft z.B. zur Messung der Nutzwarmwassermenge verwendet werden, und weist ein Gehäuse 1 mit Anschlusseingang auf, der in eine Drallkammer 2 mündet. In der Drallkammer 2 ist eine Vordrallspindel 3 koaxial angeordnet, die zweckmässig mit einer dreigängigen Spirale 9 entlang ihrer Mantelfläche versehen ist. Das entlang der Spirale 9 einströmende Medium wird im Zusammenwirken mit der Drallspindel 3 in Zirkulation versetzt, so, dass keine Turbulenz entsteht. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Messkugel 7 tatsächlich dem Durchfluss proportional in der Messkammer 4 zirkuliere. Zwischen der Drallkammer 2 und der Messkammer 4 ist ein, die Menge der durchfliessenden Flüssigkeit einstellendes Stellelement 5 vorgesehen, das zweckmässig ein spiralförmiges Reduktionselement ist, das zur Regelung der Umdrehungszahl der Messkugel 7 und zur Einstellung des idealen Bereichs dient, womit die Geschwindigkeit des aus der Drallkammer austretenden Mediums unmittelbar geregelt werden kann. Eine weitere Regelungsmöglichkeit ist durch die Änderung der Masse bzw. der Dimension der Messkugel 7 gegeben.

Beim vorgeschlagenen Messgerät weist in der Drallkammer 2 die mit der Spirale 9 ausgestaltete Führungsbahn gute Gleiteigenschaften auf, so dass die Messwerte bei verschiedenen Geräten in engen Grenzen von 0,2-0,6% liegen, gegenüber den üblichen Abweichungen von 2-3%.

Eine der wichtigsten Charakteristiken und eine der wichtigsten Erkenntnisse der Erfindung liegen in der Gestaltung der sich in der Messkammer 4 befindenden Messbahn 6. Die Messbahn 6 ist nämlich so ausgestaltet, dass die Messung in weitem Bereich linearisiert wird, indem die Messkugel 7 -unter Berücksichtigung der Masse und Umdrehungszahl der Messkugel 7, des Rauminhalts der Drallkammer 2, sowie des Mediumwiderstands des zu messenden Mediums - bei einem abnehmenden Volumenstrom auf eine Messbahn mit reduziertem Durchmesser gezwungen wird, gleichzeitig aber die Kugel ihre ursprüngliche Umdrehungszahl behält. Dabei wurde berücksichtigt, dass sich auf die Messkugel 7 die

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Geschwindigkeit, die zentrifugale Kraft und die Auftriebskraft der Flüssigkeit auswirken.

Fig. 2 stellt ein Beispiel für die Ausbildung der Messbahn 6 dar. Es ist dabei ersichtlich, dass die Messbahn 6 in Abschnitte unterteilt ist und die Anzahl der Abschnitte der zu erreichenden Genauigkeit entsprechend bestimmt wird. Auf diese Weise kann der Messbereich des Messgeräts wesentlich erweitert werden.

Ein weiterer Vorteil des mit der Messbahn 6 ausgestalteten Messgeräts besteht darin, dass die Totzeit beim Anlassen dank der Bahngestaltung äusserst kurz ist, wodurch die Messgenauigkeit erhöht wird. Die Umdrehungszahl der Messkugel 7 misst ausschliesslich die Durchflussmenge.

Im Gehäuse 1 ist ein weiterer Regeleinsatz 8 angeordnet und die Vordrallspindel 3 ist von unten her durch einen Klemmdorn 10 unterstützt.

Mit den bekannten Messgeräten verglichen, weist die vorgeschlagene Lösung den weiteren Vorteil auf, dass sich bei

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Drallspindel in der Nachdrallkammer 12 erübrigt. Ein weiterer Vorteil zeigt sich darin, dass das Stellelement 5 eine gute Möglichkeit zur Regelung gewährleistet, wodurch die einzelnen Element gegenseitig austauschbar sind.

s Beim erfindungsgemässen Messgerät kann die Umdrehungszahl der sich in der Messkammer 4 befindenden Messkugel 7 auf verschiedene Weise, mit an sich bekannten Vorrichtungen erfasst und gemessen werden. Wenn die Kugel 7 aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht, so kann die io Wahrnehmung induktiv erfolgen, falls nicht, dann kapazitiv.

Die Umdrehungszahl der Messkugel kann auch mit einem Empfangskopf mit Hall-Generator wahrgenommen werden. Das Wesentliche aller Wahrnehmungsmethoden besteht darin, dass mittels der Messkugel 7 bei jeder einzelnen ls Umdrehung ein Impuls erzeugt wird, wobei die Impulse in an sich bekannter Weise gezählt werden ; zu diesem Zwecke dienen der mit der Messkugel 7 in Verbindung stehende Fühler 13 und die angeschlossene, signalverarbeitende Einheit 14.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Durchflussmengenmessgerät für die Messung eines strömenden Mediums, insbesondere der Nutzwarmwassermenge in Leitungssystemen, das ein Gehäuse (1), mit einer im Inneren des Gehäuses vorhandenen Drallkammer (2) und mit einer Messkammer (4) enthält, wobei in der Drallkammer (2) eine Vordrallspindel (3) koaxial angeordnet und in der Messkammer (4) eine auf einer Messbahn (6) geführte Messkugel (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordrallspindel (3) an ihrer Mantelfläche eine Spirale (9) aufweist und zur kontinuierlichen Einstellung und Regelung der Messkammer (4) zwischen der Vordrallspindel (3) und der Messkammer (4) ein spiralförmiges Stellelement (5) ebenfalls koaxial angeordnet ist, und wobei der Durchmesser der Messbahn (6) in Richtung der Auslassöffnung des Gehäuses ( 1 ) allmählich abnimmt, sodass die Messkugel (7) dem abnehmenden Mediumvolumen entsprechend auf eine Bahn mit reduziertem Durchmesser geleitet wird.

2. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkugel (7) aus ferromagnetischem Werkstoff besteht und dass das Messgerät zum Anschluss an einen Fühler (13) mit Empfangskopf mit Hall-Generator eingerichtet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkugel (7) aus paramagnetischem Werkstoff besteht, und dass das Messgerät zum Anschluss an einen Fühler (13) zur Wahrnehmung von Kapazitätsänderungen ausgebildet ist.

4. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe zum Anschluss an eine signalverarbeitende Einheit ausgebildet ist.