CH673892A5

CH673892A5 -

Info

Publication number: CH673892A5
Application number: CH190687A
Authority: CH
Inventors: Miklos Barta; Karoly Foeldi; Imre Nagy; Ferenc Szigeti
Original assignee: Elektroakusztikai Gyar
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1990-04-12
Also published as: HUT43725A; HU200835B; DD256567A5; DE3716369A1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf eine Durchflussmesseinrichtung für strömende Medien, die ein im Weg des strömenden Mediums eingesetztes Rotameter enthält, wo die Lage eines im Messrohr des Rotameters angeordneten metallischen Schwebekörpers zum Volumen des strömenden Mediums proportional bestimmt ist und dem Messrohr ein mindestens eine Spule aufweisender Fühler und eine Messelektronik angeschlossen sind. Die erfindungsgemässe Durchflussmesseinrichtung dient in erster Reihe zum Speichern und Anzeigen der momentan gemessenen Werte. DESCRIPTION The invention relates to a flow measuring device for flowing media, which contains a rotameter inserted in the path of the flowing medium, where the position of a metallic float arranged in the measuring tube of the rotameter is determined proportional to the volume of the flowing medium and the measuring tube has at least one coil Sensor and measuring electronics are connected. The flow measuring device according to the invention serves primarily to store and display the currently measured values.

Es ist eine weitbekannte Tatsache, dass neben den seit Jahrzehnten herrschenden mechanischen Methoden für Durchflussmessung ein immer mehr zunehmender Bedarf für moderne, eine automatische Ablesbarkeit sichernden Messwandler besteht. Zum Fühlen der Lage eines in einem Messrohr beweglich angeordneten, schwebenden Metallkörpers s sind in der Praxis mehrere Lösungen bekannt. In den kapazitiven Messwandlern verändert sich die Kapazität zwischen den an der Aussenwand eines aus einem Isoliermaterial gefertigten Messrohres ausgebildeten Kondensatorbelägen. Diese Veränderung dient als Ausgangssignal. Bei den Ultra-lo schall-Messwandlern geschieht eine Entfernungsbestimmung des Schwebekörpers von seiner unteren oder oberen Endlage durch die Laufzeitmessung der vom Schwebekörper reflektierten Ultrawellen. Eine solche Lösung ist z. B. in der HU-A162 082 beschrieben. It is a well-known fact that, in addition to the mechanical methods for flow measurement that have existed for decades, there is an ever increasing demand for modern transducers that ensure automatic readability. In practice, several solutions are known for sensing the position of a floating metal body s movably arranged in a measuring tube. In the capacitive transducers, the capacitance changes between the capacitor coatings formed on the outer wall of a measuring tube made of an insulating material. This change serves as an output signal. In the case of the ultrasonic transducers, the distance of the float from its lower or upper end position is determined by measuring the transit time of the ultra waves reflected by the float. Such a solution is e.g. B. described in HU-A162 082.

15 Bei den bekannten optoelektronischen Ausführungsformen ist der Schwebekörper zwischen mindestens einer Lichtquelle und einem Lichtfühler angeordnet, und die momentane Lage des Schwebekörpers kann durch die Verarbeitung der Ausgangssignale der Lichtempfänger bestimmt 20 werden. Eine solche Lösung ist in der HU-A 183 092 dargestellt. In the known optoelectronic embodiments, the float is arranged between at least one light source and a light sensor, and the current position of the float can be determined by processing the output signals of the light receivers. Such a solution is shown in HU-A 183 092.

Bei den aus der DE-A 2 719 993, GB-A 2 071 336 und der HU-A 164 769 bekannten magnetischen Ausführungen übt ein in dem Schwebekörper eingebauter Dauermagnet eine 25 Wirkung auf die ausserhalb der Messrohrwand angeordneten magnetischen Fühler aus. Eine konkrete, praktische Ausführung dieses Messprinzips stellt die Durchflussmesseinrichtung «RE-tronic» der Firma Turbo A. G., Deutschland, dar. In the magnetic designs known from DE-A 2 719 993, GB-A 2 071 336 and HU-A 164 769, a permanent magnet built into the float has an effect on the magnetic sensors arranged outside the measuring tube wall. The “RE-tronic” flow measuring device from Turbo A.G., Germany, represents a concrete, practical version of this measuring principle.

Bei den bekannten induktiven Ausführungsformen ist das 30 Messrohr von einer Spule umgeben, und auf den gemessenen Wert kann durch die Bestimmung der infolge der Bewegung des metallischen Schwebekörpers auftretenden Induktivitätsveränderung und des Verlustes geschlossen werden. In the known inductive embodiments, the measuring tube is surrounded by a coil, and the measured value can be inferred from the determination of the change in inductance and the loss that occurs as a result of the movement of the metallic float.

Die zuerst erwähnte Lösung hat den Nachteil, dass im 35 oberen Abschnitt des Messbereiches, wo die Entfernung zwischen dem Schwebekörper und den Kondensatorbelägen grösser ist, ein zunehmender Messfehler auftritt. Bei der Ultraschall-Ausführungsform verursacht die Temperaturveränderung des zu messenden Mediums einen zu beachtenden 40 Fehler und auch das Messen aggressiver Medien ist ungelöst. The first-mentioned solution has the disadvantage that an increasing measurement error occurs in the upper section of the measuring range, where the distance between the float and the capacitor coatings is greater. In the ultrasonic embodiment, the temperature change of the medium to be measured causes an error to be observed and the measurement of aggressive media is also unsolved.

In den optoelektrischen Messeinrichtungen können lichtundurchlässige Medien, z. B. Milch oder eine Hyperman-ganlösung nicht ausgewertet werden, zugleich können nur lichtdurchlässige Messrohre verwendet werden. In the optoelectric measuring devices, opaque media, e.g. B. milk or a hyperman gan solution can not be evaluated, at the same time only translucent measuring tubes can be used.

45 In den magnetischen Ausführungen bedeuten die Veränderung der Koerzitivkraft des im Schwebekörper eingebauten Dauermagnets ferner die schädliche Wirkung aggresiver Medien eine begrenzte Verwendung. In den herkömmlichen induktiven, elektromagnetischen Lösungen kann die so infolge des Schwebekörpers auftretende Induktivitätsveränderung nur bei einigen ferromagnetischen Materialen erfasst werden, deren Korrosionbeständigkeit schwer gesichert werden kann. Ein weiteres Problem bedeutet das Ausgleichen der verwendeten Brückenschaltungen im Falle 55 einer thermischen Drift. 45 In the magnetic versions, the change in the coercive force of the permanent magnet built into the float also means the harmful effects of aggressive media are of limited use. In conventional inductive, electromagnetic solutions, the change in inductance that occurs as a result of the float can only be detected for some ferromagnetic materials whose corrosion resistance is difficult to ensure. Another problem is the balancing of the bridge circuits used in the event of a thermal drift.

Das Ziel der Erfindung ist eine Durchflussmesseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, in welcher die Verbindung eines nicht ferromagnetischen, gegen aggresive Medien beständigen metallischen Schwebekörpers und eines 60 Messwandlers innerhalb des Messbereiches genau bestimmt werden kann, ferner keine Rückwirkung auf den Schwebekörper auftritt, im breiten Messbereich verwendet werden kann, ein für Fernbedienung geeignetes Ausgangssignal liefert und die Übertragungscharakteristik an die verschie-65 denen zu messenden Medien angepasst und beliebig programmiert werden kann. The aim of the invention is to provide a flow measuring device of the type mentioned in the introduction, in which the connection of a non-ferromagnetic, metallic float resistant to aggressive media and a measuring transducer can be precisely determined within the measuring range, furthermore no reaction on the float occurs, broadly Measuring range can be used, provides an output signal suitable for remote control and the transmission characteristics can be adapted to the various media to be measured and programmed as required.

Die gestellte Aufgabe wurde bei der vorgeschlagenen Druckflussmesseinrichtung dadurch gelöst, dass diese im The task was solved in the proposed pressure flow measuring device in that this

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Kennzeichen des Patentanspruches 1 umschriebenen Merkmale aufweist. Features of claim 1 circumscribed features.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung sind die Spulen des Fühlers konzentrisch übereinander am Messrohr des Rotameters angeordnet. Es ist ferner vorteilhaft, wenn im aktiven Bereich des Messrohres des Rotameters mindestens 48 Spulen angeordnet sind. According to a preferred embodiment of the device, the coils of the sensor are arranged concentrically one above the other on the measuring tube of the rotameter. It is also advantageous if at least 48 coils are arranged in the active area of the measuring tube of the rotameter.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung sind die der Lage des Schwebekörpers des Rotameters entsprechend der Informationen in einem Adressenspeicher gespeichert, welcher in Zusammenwirkung mit dem Niederfrequenz-Oszillator am Dateneingang des Binärspeichers angeschlossen ist. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die kodierten Ausgänge des programmierbaren Speichers mit den Eingängen der Anzeigeeinheit verbunden sind. According to a further preferred embodiment of the device, the position of the float of the rotameter is stored in accordance with the information in an address memory which, in cooperation with the low-frequency oscillator, is connected to the data input of the binary memory. In this case, it is advantageous if the coded outputs of the programmable memory are connected to the inputs of the display unit.

Die durch das Ausgangssignal des Multiplexeroszillators gesteuerte Kippstufe gibt die Adresse der Lage des Schwebekörpers zyklisch erneuert in einen Speicher ein. Im Interesse der Ablesbarkeit gelangt die Adresse abgetastet in einen weiteren Speicher, dessen Ausgang den entsprechenden Bereich eines programmierbaren Speichers steuert, der den anzuzeigenden Wert kodiert enthält. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemässen Einrichtung liegt darin, dass die Einrichtung bei gleichem Messrohr und gleichem Schwebekörper von der im programmierbaren Speicher gespeicherten Information abhängig praktisch auf beliebig viele Medien geeicht werden kann. The multivibrator controlled by the output signal of the multiplexer oscillator cyclically enters the address of the position of the float in a memory. In the interest of readability, the address is scanned into a further memory, the output of which controls the corresponding area of a programmable memory which contains the value to be displayed coded. Another advantageous feature of the device according to the invention is that the device can be practically calibrated to any number of media, depending on the information stored in the programmable memory, with the same measuring tube and the same float.

Die Erfindung wird anhand einer ein Blockschema eines möglichen Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellenden Zeichnung naher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to a drawing illustrating a block diagram of a possible embodiment of the invention.

Die erfindungsgemässe Durchflussmesseinrichtung weist einen Fühler 1 auf, dessen an einem nicht dargestellten Messrohr eines Rotameters konzentrisch übereinander angeordnete Spulen la... In an einem analogen Multiplexer 2 angeschlossen sind. Die Spulen la... In des Fühlers 1 bilden die Abstimmelemente eines Oszillators 9 dessen Ausgang über einen Signalformer 10 zum Signaleingang IIa eines Kompa-rators 11 geleitet ist. Der Ausgang des Komparators 11 ist an einer retriggerbaren monostabilen Kippstufe über einen Torkreis 13 mit dem Eingang einer zweifachen monostabilen Kippstufe 14 verbunden ist. Ein Steuereingang 13a des Torkreises 13 ist mit dem Ausgang eines Multiplexer, Oszillators 15 verbunden, dessen Ausgang noch mit einem Steuereingang 8a eines zweiten Multiplexers 8 und mit einem ersten Steuereingang 3a eines Zählers 3 verbunden ist. Je ein Ausgang der zweifachen monostabilen Kippstufe 14 ist an einen zweiten Steuereingang 3b des Zählers 3 und an einen Steuereingang 4a eines Adressenspeichers 4 angeschlossen. Der Adressenspeicher 4 ist über seine Ausgänge mit den Dateneingängen eines Binärspeichers 5 verbunden, dessen Steuereingang 5a mit einem Ausgang eines Niederfrequenz- The flow measuring device according to the invention has a sensor 1, the coils of which are arranged concentrically one above the other on a measuring tube of a rotameter (not shown) are connected to an analog multiplexer 2. The coils la ... In the sensor 1 form the tuning elements of an oscillator 9 whose output is passed via a signal shaper 10 to the signal input IIa of a comparator 11. The output of the comparator 11 is connected to a retriggerable monostable multivibrator via a gate circuit 13 with the input of a double monostable multivibrator 14. A control input 13a of the gate circuit 13 is connected to the output of a multiplexer, oscillator 15, the output of which is also connected to a control input 8a of a second multiplexer 8 and to a first control input 3a of a counter 3. One output each of the double monostable multivibrator 14 is connected to a second control input 3b of the counter 3 and to a control input 4a of an address memory 4. The address memory 4 is connected via its outputs to the data inputs of a binary memory 5, the control input 5a of which is connected to an output of a low-frequency

Oszillators 16 verbunden ist. Der Binärspeicher 5 ist über seine Ausgänge an einen programmierbaren Speicher 6 angeschlossen, dessen Steuereingänge 6s mit den Steuerausgängen 8s verbunden sind. Eine Anzeigeeinheit 7 ist so mit dem pro-s grammierbaren Speicher 6 wie dem Multiplexer 8 verbunden. Oscillator 16 is connected. The binary memory 5 is connected via its outputs to a programmable memory 6, the control inputs 6s of which are connected to the control outputs 8s. A display unit 7 is connected to the programmable memory 6 such as the multiplexer 8.

Während des Betriebes der Durchflussmesseinrichtung verändert sich der Signalpegel in einer der Spulen la...In des Fühlers 1 und der Lage des Schwebekörpers abhängig infolge io des durch den metallischen Schwebekörper verursachten Verlustes, in erster Reihe Wirbelstromverlustes. Die im Ausgangssignal des Oszillators 9 erscheinende Viereckimpulsreihe steuert die retriggerbare monostabile Stufe 12 an. Das Ausgangssignal der durchgesteuerten oder rückgestellten 15 Kippstufe 12 gelangt in den Torkreis 13 und wird dort mit dem Vierecksignal des Multiplexer Oszillators 15 moduliert. Das so gesteuerte Ausgangssignal am Ausgang des Torkreises 13 zeigt das Vorhandensein des Schwebekörpers im inneren der eben angeschlossenen Spule la...In an. Dieses Signal trig-20 gert die zweifache monostabile Kippstufe 14, die für die zeitgerechte Verzögerung des Rückstellens des Zählers 3 und des Schreibens des Adressenspeichers 4 sorgt. Der Multi-plexer-Oszillator 15 modifiziert den Zählerinhalt des binären Zählers 3, der immer die Laufzahl der eben angeschlossenen 25 Spule la...In des Fühlers 1 als Adresse enthält. Diese Adresse steuert den analogen Multiplexer 2. During the operation of the flow measuring device, the signal level changes in one of the coils la ... In the sensor 1 and the position of the float depending on io the loss caused by the metallic float, primarily eddy current loss. The square pulse series appearing in the output signal of the oscillator 9 drives the retriggerable monostable stage 12. The output signal of the controlled or reset 15 flip-flop 12 reaches the gate circuit 13 and is modulated there with the square signal of the multiplexer oscillator 15. The output signal thus controlled at the output of the gate circuit 13 indicates the presence of the float inside the coil la ... In just connected. This signal trig-20 gert the double monostable multivibrator 14, which ensures the timely delay in resetting the counter 3 and writing the address memory 4. The multi-plexer oscillator 15 modifies the counter content of the binary counter 3, which always contains the running number of the just connected 25 coil la ... In of the sensor 1 as an address. This address controls the analog multiplexer 2.

Die der momentanen Lage des Schwebekörpers entsprechende Adresse gelangt in Binärform und zyklisch erneuert in den Adressenspeicher 4. Im Interesse einer entspre-30 chenden Ablesbarkeit gelangt diese Adresse durch das Ausgangssignal des Niederfrequenzoszillators 16 abgetastet in den Binärspeicher 5. Die Datenausgänge des Binärspeichers 5 adressieren den aktuellen Bereich des programmierbaren Speichers 6, der die anzuzeigenden Messwerte in Siebenseg-35 ment-Kode enthält. Die Anzeigeeinheit 7 und der programmierbare Speicher 6 werden mittels dem Multiplexer 8 gesteuert. The address corresponding to the current position of the float arrives in binary form and is cyclically renewed in the address memory 4. In the interest of appropriate readability, this address is scanned into the binary memory 5 by the output signal of the low-frequency oscillator 16. The data outputs of the binary memory 5 address the current one Area of the programmable memory 6 which contains the measured values to be displayed in seven-segment 35 ment code. The display unit 7 and the programmable memory 6 are controlled by means of the multiplexer 8.

Die erfindungsgemässe Durchflussmesseinrichtung kann 40 überall vorteilhaft verwendet werden. Ein besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet ist das Messen und Regeln von strömenden Medien industrieller Prozesse ferner jene Anwendungen, wo Messungen an schwer zugänglichen oder aus Sicherheitsgründen abgesperrten Stellen durchgeführt 45 werden sollen. Ein besonderer Vorteil der Einrichtung liegt darin, dass im Gegensatz zu den bekannten und herkömmlichen Lösungen einen programmierbaren Speicher enthält, der eine Eichung der Einrichtung für praktisch beliebig viele, verschiedene physischen Parameter aufweisenden zu messo senden Medien bei einer gegebenen Messrohr- und Schwebekörper Geometrie ermöglicht. The flow measuring device according to the invention can advantageously be used anywhere. A particularly preferred area of application is the measurement and control of flowing media in industrial processes, and also those applications where measurements are to be carried out in places that are difficult to access or blocked off for safety reasons. A particular advantage of the device is that, in contrast to the known and conventional solutions, contains a programmable memory which enables the device to be calibrated for virtually any number of media to be measured, which have different physical parameters, for a given measuring tube and float geometry.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1.Flow measuring device for flowing media, which contains a rotameter inserted in the path of the flowing medium, where the position of a metallic float arranged in the measuring tube of the rotameter is determined proportional to the volume of the flowing medium, and the measuring tube has a sensor and at least one coil measuring electronics are connected, characterized in that the sensor (1) connected to the measuring tube of the rotameter has a plurality of coils (la ... In) which are connected via an analog multiplexer (2) to an oscillator (9) as its tuning elements and an output of the oscillator (9) is connected via a signal former (10) to a first signal input (1 la) of a comparator (11), the output of which is connected to a retriggerable monostable multivibrator (12), and the output of the retriggerable monostable multivibrator ( 12) via a gate circuit (13) with an input of a double monostable multivibrator (14) v is connected, the outputs of which are connected to a control input (4a) of an address memory (4) and a second control input (3b) of a counter (3), the data outputs of which are connected to data inputs of the analog multiplexer (2) and the address memory (4), wherein the address memory (4) is connected to a binary memory (5), the control input (5a) of which is connected to the output of a low-frequency oscillator (16), and the binary memory (5) is connected to data inputs of a programmable memory (6), the Control inputs and control inputs of a display unit (7) are connected to an output (8s) of a multiplexer (8) and a control input (8a) of the multiplexer (8), a control input (13a) of the gate circuit (13) and the first control input (37) of the counter (3) are connected to an output of a multiplexer oscillator (15).

2. Device according to claim 1, characterized in that the coils (la ... In) of the sensor (1) are arranged concentrically one above the other on the measuring tube of the rotameter.

3. Device according to claim 2, characterized in that at least 48 coils (la ... In) are arranged in the active area of the measuring tube of the rotameter.

4. Device according to claim 3, characterized in that the address memory (4) containing the information corresponding to the position of the float of the rotameter is connected in cooperation with the low-frequency oscillator (16) to data inputs of the binary memory (5).

5. Device according to claim 4, characterized in that the coded outputs of the programmable memory (6) are connected to the inputs of the display unit (7).