DD143823A1

DD143823A1 - SOAP FILM FLOW GAUGE WITH DIGITAL DISPLAY OF FLOW SPEED

Info

Publication number: DD143823A1
Application number: DD21305679A
Authority: DD
Inventors: Gerd Schoene
Original assignee: Gerd Schoene
Priority date: 1979-05-22
Filing date: 1979-05-22
Publication date: 1980-09-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mit elektronischer Meßwertverarbeitung versehenen Seifenfilmströmungsmesser. Ziel der Erfindung ist die digitale Anzeige und automatische Steuerung des Gasmengenstromes in Anlagen mit geringer Strömungsgeschwindigkeit. Aufgabe der Erfindung ist eine Schaltung, mit der aus der gemessenen Durchlaufzeit Ausgangssignale für die automatische Steuerung gev/onnen werden. Erfindungsgemäß wird elektronisch eine Kehrwertbildung der gemessenen Zeit durchgeführt, eine Teraperaturkorrektur vorgenommen und ein wiederholter Meßvorgang ausgelöst.The invention relates to a with electronic Meßwertverarbeitung provided soap film flow meter. Object of the invention is the digital display and automatic control of the gas flow rate in systems with low flow velocity. task The invention is a circuit with the measured from Lead time Output signals for automatic control can be used. According to the invention is a reciprocal value electronically the measured time, a Teraperaturkorrektur made and triggered a repeated measurement.

Description

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SeJXenfilmströmungsmesser mit digitaler Anzeige der StrömungsgeschwindigkeitSilk film flow meter with digital display of flow velocity

Anwendungegebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen mit einer elektronischen Meßwertverarbeitung versehenen Seifenfilmströmungsmesser, der geeignet ist zur digitalen Anzeige der Strömungsgeschwindigkeit und zur Steuerung und Regelung des Gasmengenstromes in gaschromatographischen und anderen Anlagen mit geringer Strömungsgeschwindigkeit der gasförmigen Stoffe.The invention relates to a provided with an electronic Meßwertverarbeitung soap film flow meter, which is suitable for digital display of the flow rate and for controlling and regulating the gas flow rate in gas chromatographic and other systems with low flow velocity of the gaseous substances.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Wegen des einfachen Aufbaus, der Genauigkeit und der Gasartunabhängigkeit werden Seifenfilmströmungsmesser seit langem außer zur Kalibrierung von Strömungsmessern zur exakten Gasmengenmessung in gaschromatographischen Anlagen verwendet, wobei die Messung des Gasmengenstroms auf eine Volumen- und Zeitbestimmung zurückgeführt wird» Dabei wird die Zeit, die eine Seifenblase für den Durchgang zwischen zwei Meßmarken in einem zylindrischen Rohr benötigt, mit der Stoppuhr gemessen (R. Kaiser, Gas-Chromatographie, 2· Aufl., Leipzig 1962, S. 68; W. Rodel, G. Wölm, Grundlagen der Gaschromatographie, Berlin 1976, S* 31), Aus dem bekannten VolumenBecause of its simple construction, accuracy and gas-type independence, soap film flow meters have long been used to calibrate flow meters for accurate gas flow measurement in gas chromatographic plants, returning the measurement of gas flow rate to volume and time determination the passage between two measuring marks in a cylindrical tube is required, measured with the stopwatch (R. Kaiser, Gas Chromatography, 2 · Aufl., Leipzig 1962, p. 68, W. Rodel, G. Wölm, Foundations of Gas Chromatography, Berlin 1976 , S * 31), From the known volume

zwischen den Meßmarken und der gemessenen Zeit kann bei Be-. rücksichtigung der Temperatur im Meßrohr die Strömungsgeschwindigkeit auf ungefähr 00,2 % genau bestimmt werden« nachteilig ist die getrennte Messung der Zeit und Temperatur und die erforderliche Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit, auch, wenn der Durchgang des Seifenfilms durch die Meßmarken ζ·Β. photoeLektriseh abgetastet und die Zeit digital angezeigt wird (messen, steuern, regeln (1976) H« 1, S· 16)· Die getrennte Bestimmung der Zeit und der Temperatur verhindert auch eine Automatisierung der Anlage· between the measuring marks and the measured time can be at loading. Taking into account the temperature in the measuring tube, the flow rate can be determined accurately to approximately 00.2%. "Disadvantageous is the separate measurement of the time and temperature and the required calculation of the flow velocity, even if the passage of the soap film through the measuring marks is ζζΒ. photoelectrically scanned and the time is displayed digitally (measuring, controlling, regulating (1976) H «1, S · 16) · Separate determination of time and temperature also prevents automation of the system ·

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Seifenfilmströmungsmesser mit direkter digitaler Anzeige der Strömungsgeschwindigkeit, der in Anlagen mit kleiner Strömungsgeschwindigkeit zur automatischen Steuerung des Gasmengenstroms verwendet werden kann·The object of the invention is a soap film flowmeter with direct digital display of the flow rate, which can be used in systems with low flow rate for automatic control of the gas flow rate ·

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltung anzugeben, mit der aus der gemessenen Durchlaufzeit unter Berücksichtigung der Temperatur die genaue Strömungsgeschwindigkeit gewonnen wird land deren Ausgangs signale zur automatischen Steuerung und Regelung des Gasmengenstromes geeignet sind.It is an object of the invention to provide a circuit with which the exact flow rate is obtained from the measured cycle time taking into account the temperature country whose output signals for automatic control and regulation of the gas flow rate are suitable.

Erfindungsgemäß wird am Anfang und Ende einer von dem Seifenfilm durchlaufenen Meßstrecke ein elektrisches Signal des Durchgangs erzeugt und elektronisch· eine Kehrwertbildung vorgenommen, indem beim Durchgang des Seifenfilms an der Marke 1 durch einen photoelektrischen Koppler ein Frequenzgenerator eingeschaltet wird, der eine proportional zur Zeit ansteigende Frequenz erzeugt· Beim Durchgang des Films an der Marke 2 wird dann die Wellenlänge der gerade vorhandenen Frequenz bestimmt« Diese Wellenlänge ist der Strömungsgeschwindigkeit direkt proportional. Durch zweckmäßige Wahl von Meßvolumen und Frequenzänderung kann die 'Strömungsgeschwindigkeit in der gewiin.ech.ten Maßeinheit angezeigt werden.According to the invention, an electrical signal of the passage is generated at the beginning and end of a traversed by the soap film measuring path and electronically · a reciprocal formed by the passage of the soap film at the mark 1 by a photoelectric coupler, a frequency generator is turned on, a proportional to the time increasing frequency When the film passes at the mark 2, the wavelength of the currently available frequency is determined. This wavelength is directly proportional to the flow velocity. By appropriate choice of measuring volume and frequency change, the flow rate in the gewiin.ech.ten unit can be displayed.

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Die Abhängigkeit von der Temperatur wird durch den Einbau eines geeigneten temperaturabhängigen Widerstandes in die Schaltung berücksichtigt, der auf gleicher Temperatur wie die Meßstrecke gehalten wird· Dieser temperaturabhängige Widerstand beeinflußt den Anstieg der Frequenzänderung, und es ist durch genaue Berechnung von Größe und Temperaturabhängigkeit dieses Widerstandes möglich, ein temperaturkorrigiertes Ausgangssignal zu erhalten, das zur Steuerung, Regelung und/oder digitaler Anzeige der Strömungsgeschwindigkeit verwendet werden kann·The dependence on the temperature is taken into account by the incorporation of a suitable temperature-dependent resistor in the circuit which is kept at the same temperature as the measuring path. This temperature-dependent resistance influences the increase of the frequency change and is possible by accurate calculation of the size and temperature dependence of this resistance to obtain a temperature corrected output signal that can be used to control, regulate and / or digitally display the flow rate ·

Der beim Durchgang des Seifenfilms durch die 2. Marke ausgelöste Impuls wird auch zur Auslösung einer neuen Seifen- ...) blase benutzt, dadurch ein wiederholter Meßvorgang mit nachfolgendem Steuerungs- und Regelungsprozeß ausgelöst, wodurch die Automatisierbarkeit gewährleistet ist.The soap during passage of the film caused by the second mark pulse is also used to trigger a new soap ...) bubble used, triggered by a repeated measurement process with subsequent management and control process, whereby the automation is ensured.

Ausführungsbeispielembodiment

Das Meßrohr besteht aus Rasothermglas und ist in Fig· 1 dargestellt· Der Durchmesser der Meßstrecke beträgt 6 mm, über die Länge der Meßstrecke ist das Rohr kalibriert· An den Enden der Meßstrecke 1 und 2 befinden sich Lichtschranken, bestehend aus einer Lumineszenzdiode VQ 110 und dem Fototransistor SP 201· Vor dem Strahler und vor dem Empfänger befindet sich jeweils eine Blende von 0,8 mm Durchmesser* '") Y/ird im Vorratsbehälter 3 über den Stutzen 9» und automatisch durch Impuls aus dem Elektronikteil ausgelöst, elektromagnetisch ein Druckstoß erzeugt, so steigt die Seifenlösung im Steigrohr 4 über die Gaseintrittsoffnung 5, und es bildet sich eine Blase· Diese Blase durchläuft die Meßstrecke zwischen 1 und 2 und wird am Heizfaden 6 zerstört. Das Gas verläßt das Meßrchr bei 7» während die Seifenlösung durch das Rohr 8 in den Vorratsbehälter 3 zurückfließt.· The diameter of the measuring section is 6 mm, over the length of the measuring section the tube is calibrated. · At the ends of the measuring section 1 and 2 there are light barriers, consisting of a light emitting diode VQ 110 and the phototransistor SP 201. In front of the radiator and in front of the receiver is in each case a diaphragm of 0.8 mm diameter * '") Y / ird in the reservoir 3 via the nozzle 9» and automatically triggered by pulse from the electronics part, electromagnetically a pressure surge The bubble solution in the riser pipe 4 rises above the gas inlet opening 5 and forms a bubble. This bubble passes through the measuring section between 1 and 2 and is destroyed at the filament 6. The gas leaves the measuring cylinder at 7 Tube 8 flows back into the reservoir 3.

Der Elektronikteil des Gerätes besteht aus dem Meßwertwandler mit anschließendem Periodenmesser, deren Blockschaltbilder auf Abb. 2 zu sehen sind·The electronic part of the device consists of the transducer with subsequent period meter, the block diagrams of which can be seen in Fig. 2 ·

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Die Lichtschranken I und II erzeugen bei einem Blasendurchgang über einen Schmitt-Trigger einen "Start"-"Stop"-Impuls, der am Ausgang des Integrators eine Spannung zwischen 0 und -1 V entsprechend der Meßzeit erzeugt. Diese Spannung liegt dann ara Eingang des A/D-Wandlers an und ergibt am Ausgang des A/D-Wandlers eine Frequenz zwischen 0 und 1 kHz, Im Eingang des Integrators befindet sich der temperaturabhängige Widerstand zur Temperaturkorrektur· Räumlich ist dieser in unmittelbarer Uähe des MeBrohres angeordnet·The photoelectric sensors I and II generate a "start" - "stop" pulse during a passage through a Schmitt trigger, which generates a voltage between 0 and -1 V according to the measuring time at the output of the integrator. This voltage is then ara input of the A / D converter and gives at the output of the A / D converter a frequency between 0 and 1 kHz, In the input of the integrator is the temperature-dependent resistor for temperature correction · Spatially this is in the immediate vicinity of the MeBrohres arranged ·

Am Ausgang des A/D-Wandlers befindet sich der Periodenmesser· Dabei kann durch eine Flip-Flop-Schaltung aus der Baugruppe Meßwertwandler während des Durchlaufs der Blase durch die Meßstrecke kein Impuls aus dem Teiler zur. Torschaltung gelangen. Erst wenn die Blase die zweite Marke passiert, wird durch die Umschaltung des Flip-Flops ein Impuls ausgeblendet· Dieser Impuls schaltet über eine Torstufe entsprechend der Periodendauer einen 100 kHz-Quarzgenerator an eine Teilergruppe von drei Dezimalteilern· Nach Ablauf einer Periode hat eine bestimmte Anzahl Impulse aus dem Quarzgenerator die Teiler passiert, und die Impulszahl steht kodiert zur Verfügung· Sie wird an Sieben-Segment-Anzeige-Element en als Ziffern dargestellt. Die Ziffernfolge gibt den Wert der Strömungsgeschwindigkeit an, wenn an entsprechender Stelle ein Dezimalpunkt eingefügt wird«At the output of the A / D converter is the period meter · It can by a flip-flop circuit from the module transducer during the passage of the bubble through the measuring section no pulse from the divider to. Go to gate. Only when the bubble passes the second mark, a pulse is hidden by the switching of the flip-flop · This pulse switches via a gate stage corresponding to the period a 100 kHz quartz generator to a divider group of three decimal divider · After a period has a certain number Pulses from the quartz generator passing dividers, and the number of pulses is coded · It is represented as digits on seven-segment display elements. The sequence of digits indicates the value of the flow velocity if a decimal point is inserted at the corresponding position «

Claims

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invention claim

A soap film flow meter with digital display of flow velocity, comprising a calibrated tube of known spaced-apart measuring marks with yorrichtungen, each of which give an electrical signal as the soap film passes through the measuring marks, and provided with a measured value processing, characterized in that the signal of the first swept Measuring mark starts a Srequenzgenerator, which generates a proportional to the time increasing frequency that üüquenzanstieg by .ein held on the temperature of the measuring tube temperature-sensitive resistor: is affected that the signal of the second traversed mark stops the Rrequenzgenerator so that its output one of Flow rate proportional wavelength is that the output signal of the Irequenzgenerators is used to control the flow rate and that the signal of the second traversed Meß mark causes a repeated measuring process ·

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