DD220402A1

DD220402A1 - Geraet zum messen, anzeigen und regeln von massenstroemen

Info

Publication number: DD220402A1
Application number: DD25893283A
Authority: DD
Inventors: Reinhard Boltin; Wolfgang Limmer
Original assignee: Erfurt Wohnungsbau
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1983-12-30
Publication date: 1985-03-27

Abstract

DIE ERFINDUNG STELLT EIN MECHANO-ELEKTRONISCHES GERAET ZUR MESSUNG UND REGLUNG DES VOLUMENSTROMES EINER FLUESSIGKEIT DURCH EINE VORGEGEBENE ROHRLEITUNG, BEI GLEICHZEITIGER DIGITALER ANZEIGE DES DURCHGEFLOSSENEN VOLUMENS DAR. DIE MESSWERTE WERDEN IM GERAET DIGITAL GESPEICHERT. DIE SPEICHERUNG ARBEITET KUMULATIV. ZIEL DER ERFINDUNG IST ES, DIE DURCHFLUSSMENGE EINER FLUESSIGKEIT DURCH EINE ROHRLEITUNG ZU MESSEN, UND DEN, UEBER EINEN DEFINIERTEN ZEITRAUM ANGEFALLENEN WERT, M HOCH 3/S ODER KW VOR ORT ODER IN EINER MESSZENTRALE ANZUZEIGEN. WEITERHIN SOLL DIE MOEGLICHKEIT BESTEHEN, DIE DURCHFLUSSMENGE DURCH VORGABE EINES KONSTANTEN ODER VARIABLEN SOLLWERTES PROPORTIONAL ZU REGELN UND/ODER DEFINIERTE DURCHFLUSSMENGEN OPTISCH ZU SIGNALISIEREN. DIE AUFGABE WIRD ERFINDUNGSGEMAESS DADURCH GELOEST, DASS DER ZU MESSENDE FLUESSIGKEITSSTROM EINEN SCHWEBEKOERPER BEWEGT, INDEM DIE FLUESSIGKEIT IN DEN SCHWEBEKOERPER AUF EINE PRALLPLATTE EINGESPRITZT WIRD, DIE SICH INNERHALB EINER HOHLKUGEL AM SCHWEBEKOERPER BEFINDET. IN DER AUSSENWAND DER HOHLWAND DER HOHLKUGEL SIND ZUR LINEARISIERUNG DES ZUSAMMENHANGES ZWISCHEN AUSLENKUNG UND DURCHSATZ VIELE KLEINE BOHRUNGEN ANGEORDNET. DIE AUSLENKUNG DER HOHLKUGEL HAT DEN EINSCHUB EINES FERROMAGNETISCHEN KERNES IN DAS HOCHFREQUENTE FELD EINER SPULE ZUR FOLGE. HIERDURCH WIRD EINE INDUKTIVITAETSVERAENDERUNG UND PROPORTIONAL DAZU, EINE VARIATION DES INDUKTIVEN BLINDWIDERSTANDES ERZIELT, DER BESTANDTEIL EINES SPANNUNGSTEILERS IST, AN DESSEN AUSGANG EINE ZUM DURCHSATZ PROPORTIONALE WECHSELSPANNUNGSAMPLITUDE LIEGT, DIE UEBER EIN KABEL DIE SPANNUNG ZUR ELEKTRONISCHEN SCHALTUNG UEBERTRAEGT.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung stellt ein mechano-elektronisches Gerät zur Messung und Regelung des Volumenstromes einer Flüssigkeit durch eine vorgegebene Rohrleitung, bei gleichzeitiger digitaler Anzeige des durchgeflossenen Volumens dar. Die Messwerte werden im Gerät digital gespeichert. Die Speicherung arbeitet kumulativ.

Die Erfindung findet überall dort ihre Anwendung, wo der Durchfluß einer Flüssigkeit durch eine oder mehrere Meßstellen erfaßt werden soll und einzeln oder gemeinsam, zentral oder dezentral anzuzeigen ist.

Weiterhin kann das Gerät dort angewendet werden, wo in Abhängigkeit eines konstanten oder variablen Sollwertes die Durchflußmenge geregelt werden soll.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zum Zählen von Durchflußmengen sind mechanische und elektrische Meßverfahren bekannt.

Bei den mechanischen Verfahren handelt es sich im allgemeinen um rotierende Teile eines Zählwerkes, die ihre Energie aus dem dynamischen Druckanteil des zu messenden Mediums erhalten. Die so gemessene Durchflußmenge wird entweder über ein mechanisches Zählwerk angezeigt oder in Impulse umgewandelt, die ein elektronisches Zählwerk ansteuern.

Es ist weiterhin bekannt, daß die durch eine Spule fließende Flüssigkeit eine Induktivitätsveränderung zur Folge hat, was ebenfalls nach elektronischer Umwandlung zur Ansteuerung eines elektronischen Zählwerkes genutzt werden kann.

Während bei den mechanischen Verfahren die Übertragung des Meßwertes problematisch ist, führt die Messung nach dem Prinzip der Induktivitätsveränderung wegen Schwankungen der physiko-chemischen Parameter des Durchflußmediums zu ungenauen Meßergebnissen.

Ein weiteres Verfahren beinhaltet die Anwendung von Ultraschall unter Ausnutzung des Doppler-Effektes. Für die Regelung von Massenströmen sind analoge bzw. diskrete mechanische bzw. elektronische Lösungen in Form von einzelnen Regelkreisen bekannt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Durchflußmenge einer Flüssigkeit durch eine Rohrleitung zu messen, und den, über einen definierten Zeitraum angefallenen Wert, m³/s oder kW vor Ort oder in einer Meßzentrale anzuzeigen. Weiterhin soll die Möglichkeit bestehen, die Durchflußmenge durch Vorgabe eines konstanten oder variablen Sollwertes proportional zu regeln und/oder definierte Durchflußmengen optisch zu signalisieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch eine Rohrleitung geströmte Flüssigkeitsmenge zu messen und ihren Wert kumulativ zu speichern. Die Anzeige in digitaler Form kann zentral oder durch Fernübertragung dezentral erfolgen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der zu messende Flüssigkeitsstrom einen Schwebekörper bewegt, indem die Flüssigkeit in den Schwebekörper auf eine Prallplatte eingespritzt wird.

Die Prallplatte befindet sich innerhalb einer Hohlkugel am Schwebekörper. In der Außenwand der Hohlkugel sind zur Linearisierung des Zusammenhanges zwischen Auslenkung und Durchsatz, viele kleine Bohrungen angeordnet.

Die Auslenkung der Hohlkugel hat den Einschub eines ferromagnetischen Kernes in das hochfrequente magnetische Feld einer Spule zur Folge. Hierdurch wird eine Induktivitätsveränderung und proportional dazu, eine Variation des induktiven Blindwiderstandes erzielt.

Der induktive Blindwiderstand dieser Spule ist Bestandteil eines Spannungsteilers, an dessen Ausgang eine zum Durchsatz proportionale Wechselspannungsamplitude liegt.

Die Spannung wird über ein Kabel zur elektronischen Schaltung übertragen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Figur 1 und Figur 2 näher erläutert werden.

Figur 2 stellt das Blockschaltbild der elektronischen Schaltung 13 der Figur 1 dar.

Fig. 1: Ein Massenstrom 11 fließt über den Zulaufstutzen 2 und der Einspritzdüse 5 in das Innere einer mit vielen Löchern versehenen Hohlkugel 9. Dabei wird die Prallplatte 10 einschließlich dem Schwebekörper 8, bestehend aus der Hohlkugel 9 mit der Prallplatte 10, nach oben gehoben.

Die Hohlkugel 9 des Schwebekörpers 8 gleitet im Gehäuse 1, durch Stege 7 geführt, je nach Größe des Massenstromes auf und ab.

Nach Durchströmen der Hohlkugel 9 verläßt der Massenstrom 11 das Gehäuse 1 durch den Ablaufstutzen 3.

Der Zulaufstutzen 2 wird mittels Flansch 6 am Gehäuse 1 befestigt. Im oberen Bereich wird das Gehäuse 1 mit einem nichtmagnetischen Deckel 4 verschlossen.

Im Inneren des Deckels 4 bewegt sich der Schwebekörper 8 in Abhängigkeit des Massenstromes 11. Der Deckel 4 wird von einer Spule 22 umschlossen, deren Blindwiderstand sich in Abhängigkeit der Eintauchtiefe des Schwebekörpers 8 linear ändert.

Über das Kabel 12 wird eine Wechselspannung als Eingangsgröße der elektronischen Schaltung 13 zugeführt.

Weitere Eingangswerte für die elektronische Schaltung 13 sind Zähl- bzw. Kostenfaktor 14, eine Temperaturdifferenz 15 in Form einer Spannung und die Sollwerteingabe 16 für die Regelung des Motorventües 19 bzw. die Steuerung der Pumpe 20 oder des Magnetventiles 21.

Entsprechend der Eingangsgrößen 14 und 15 kann durch die elektronische Schaltung 13 ein Zählwerk 17 mit digitaler Anzeige und/oder eine Leuchtanzeige 18 zur Signalisierung definierter Arbeitszustände angesteuert werden.

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Fig.2: Ein Spannungsteiler wird durch einen hochstabilen, niederohmigen Sinusgenerator 23 gespeist.

Das Ausgangssignal des Spannungsteilers wird nach Gleichrichtung 24 einem Differenzverstärker 25 zugeführt. In dieser Baugruppe erfolgt auch die Beaufschlagung des Meßwertes mit einem einstellbaren Faktor 26. Das so gewonnene Analogsignal wird zwei weiteren Baugruppen zugeführt. Ein weiterer Differenzverstärker 27 sorgt einerseits in JVerbindung mit einer einstellbaren ReferenzspannungsqueNe 28^aJs Proportionalregler 29.

Die zweite Baugruppe^teilt einen Spannungs-Frequenzumsetzer 30 dar. Auch hier läßt sich eine Faktorbeaufschlagung realisieren (z. B. Temperatur).

Das so gewonnene Ausgangssignal wird über einen Trigger einem Zähler 31 zugeführt, dessen Kapazität abhängig ist von den geforderten Meßzeitintervallen sowie der notwendigen Auflösung. Nach Dekodierung der aktuellen Zählerinformation erfolgt die digitale Anzeige 32

Durch eine Stützbatterie wird Sorge getragen, daß bei Netzausfall die Speicherinhalte nicht verloren gehen.

Claims

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Erfindungsanspruch:

Gerät zum Messen, Anzeigen und Regeln von Massenströmen, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Massenstrom durchflossenen Schwebekörper (8) den Einschub eines ferromagnetischen Kerns in das hochfrequente magnetische Feld einer Spule (22) zur Folge hat und die Veränderung des Blindwiderstandes elektronisch zum Messen, Anzeigen und Regeln verarbeitet wird.

Hierzu
2 Seiten Zeichnungen