Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Ermittlung des Ressourcenverbrauchs eines Fluids.The present invention relates to an arrangement and a method for determining the resource consumption of a fluid.
Eine Anordnung zur Ermittlung des Ressourcenverbrauchs eines Fluids dient dazu, Informationen wie beispielsweise die Durchflussmenge eines Fluids einem Verbraucher anzuzeigen.An arrangement for determining the resource consumption of a fluid is used to display information such as the flow rate of a fluid to a consumer.
Dokument DE 10 2008 039 272 A1 befasst sich mit einer Anordnung zur Ermittlung des Ressourcenverbrauchs eines Fluides wie Wasser. Die Anordnung umfasst einen Wasserstrahlregler und einen Durchflussbegrenzer, der die Durchflussrate des durch die Anordnung fließenden Fluids regelt beziehungsweise begrenzt und die Anordnung vor zu großen Durchflussmengen schützt. Die Anordnung umfasst weiter einen Durchflusssensor. Zur Bestimmung der Durchflussmenge dient ein Turbinenrad, das aus magnetisiertem Material hergestellt ist oder das mechanisch mit einem oder mehreren Permanentmagneten verbunden ist. Bei einer Wasserentnahme wird das Turbinenrad in eine Rotationsbewegung versetzt und erzeugt ein wechselndes magnetisches Feld in einer oder mehreren Spulen. Der charakteristische Verlauf der resultierenden Spannung dient als Indikator für die Drehfrequenz und nach einer Umrechnung für die Durchflussmenge. Die Anordnung weist darüber hinaus eine elektronische Komponente wie einen Mikrokontroller auf, der zur Messung der Durchflussmenge, zur Temperaturmessung, zur Abschätzung einer aufgewendeten Energiemenge und zum Management einer Anzeige dient. Dabei wird ein Ressourcen-Verbrauch wie die aufgewendete Energiemenge aus der während einer Entnahmeeinheit gemessenen Fluidmenge sowie der während der Entnahmeeinheit ermittelten Temperaturwerte ermittelt.document DE 10 2008 039 272 A1 deals with an arrangement for determining the resource consumption of a fluid such as water. The assembly includes a water jet regulator and a flow restrictor that regulates or limits the flow rate of the fluid flowing through the assembly and protects the assembly from excessive flow rates. The arrangement further comprises a flow sensor. To determine the flow rate is a turbine wheel, which is made of magnetized material or which is mechanically connected to one or more permanent magnets. When a water is removed, the turbine wheel is set in a rotational movement and generates an alternating magnetic field in one or more coils. The characteristic curve of the resulting voltage serves as an indicator for the rotational frequency and after a conversion for the flow rate. The assembly further includes an electronic component such as a microcontroller for measuring flow rate, measuring temperature, estimating an amount of energy used, and managing a display. In this case, a resource consumption, such as the amount of energy used, is determined from the amount of fluid measured during a sampling unit and the temperature values determined during the sampling unit.
In Dokument CN 201401954 Y ist ein Modul zur automatischen Regelung des Wasserdurchflusses angegeben. Das Modul umfasst einen Wasserdurchflusssensor und ein Flussregelventil.In document CN 201401954 Y a module for the automatic regulation of the water flow is indicated. The module includes a water flow sensor and a flow control valve.
Dokument US 5 764 148 A beschreibt ein elektronisches Wasserbenützungsüberwachungssystem. Das System umfasst einen Drucksensor und ein Ventil sowie eine Steuereinheit, die mit dem Drucksensor und dem Ventil verbunden ist. Eine elektrische Schaltung der Steuereinheit steuert das Ventil derart, dass das Ventil den Durchfluss durch eine Wasserleitung stoppt, wenn der Druck außerhalb eines akzeptierbaren Bereichs ist. Weiter weist das System ein Durchflussmessgerät auf, das mit der Steuereinheit verbunden ist. Die elektrische Schaltung kann mit einem Computer gekoppelt werden, derart, dass das Wasser, das über eine vorbestimmte Zeit hinweg verbraucht wurde, und dessen Preis berechnet werden kann.document US 5,764,148 A describes an electronic water usage monitoring system. The system includes a pressure sensor and a valve and a control unit connected to the pressure sensor and the valve. An electrical circuit of the control unit controls the valve such that the valve stops the flow through a water pipe when the pressure is outside an acceptable range. Further, the system includes a flow meter connected to the control unit. The electrical circuit can be coupled to a computer such that the water consumed over a predetermined time and its price can be calculated.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung und ein Verfahren zur Ermittlung des Ressourcenverbrauchs bereitzustellen, welche eine kosteneffiziente Messung des Ressourcenverbrauchs ermöglichen.The object of the present invention is to provide an arrangement and a method for determining the consumption of resources, which enable a cost-efficient measurement of resource consumption.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 und dem Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved with the subject matter of patent claim 1 and the method according to claim 9. Further developments and refinements are the subject matter of the dependent claims.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Anordnung zur Ermittlung des Ressourcenverbrauchs eines Fluids einen Durchflussregler, einen Durchflusssensor und eine elektronische Schaltung. Der Durchflussregler ist eingerichtet, die Durchflussrate des durch die Anordnung fließenden Fluids auf einen vorgegebenen Wert oder einen von mehreren vorgegebenen Werten der Durchflussrate zu begrenzen. Der Durchflusssensor ist zur Abgabe eines Messsignals in Abhängigkeit von der Durchflussrate des durch die Anordnung fließenden Fluids ausgelegt. Die elektronische Schaltung ist ausgelegt, ein Verbrauchssignal in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Wert beziehungsweise den mehreren vorgegebenen Werten der Durchflussrate und dem Messsignal zu ermitteln.In various embodiments, the arrangement for determining the resource consumption of a fluid comprises a flow regulator, a flow sensor and an electronic circuit. The flow regulator is configured to limit the flow rate of the fluid flowing through the assembly to a predetermined value or one of a plurality of predetermined values of the flow rate. The flow sensor is designed to deliver a measurement signal as a function of the flow rate of the fluid flowing through the arrangement. The electronic circuit is designed to determine a consumption signal as a function of the predetermined value or the plurality of predefined values of the flow rate and the measurement signal.
Mit Vorteil kann das Verbrauchssignal mit einer hohen Genauigkeit bereitgestellt werden, da sowohl das vom Durchflusssensor bereitgestellte Messsignal wie auch der oder die durch den Durchflussregler vorgegebenen Werte der Durchflussrate bei der Ermittlung des Verbrauchssignals berücksichtigt werden. Da somit die Anforderungen an die Genauigkeit der Durchflussmessung gering sind, kann ein kostengünstiger Durchflusssensor verwendet werden. Die elektronische Schaltung nutzt somit bei der Bestimmung der Durchflussrate oder des durch die Anordnung fließenden Volumens die Kenntnis der einen oder der mehreren definierten Durchflussraten des Durchflussreglers.Advantageously, the consumption signal can be provided with a high degree of accuracy, since both the measurement signal provided by the flow sensor and the flow rate value (s) predetermined by the flow regulator are taken into account in the determination of the consumption signal. Thus, since the requirements for the accuracy of the flow measurement are low, a low-cost flow sensor can be used. The electronic circuit thus utilizes the knowledge of the one or more defined flow rates of the flow regulator in determining the flow rate or volume flowing through the assembly.
In einer Ausführungsform ist das Fluid Wasser. Das Fluid kann Kaltwasser, Heißwasser oder ein Gemisch aus Kalt- und Heißwasser sein. Die Ressource kann Wasser sein. Der Ressourcenverbrauch kann somit ein Wasserverbrauch sein. Die Ressource kann alternativ die Energie zur Bereitstellung von Warmwasser sein. Der Ressourcenverbrauch ist dann der Energieverbrauch. Der Ressourcenverbrauch kann in ein Kohlendioxid-Äquivalent umgerechnet werden.In one embodiment, the fluid is water. The fluid may be cold water, hot water or a mixture of cold and hot water. The resource can be water. The consumption of resources can thus be a consumption of water. Alternatively, the resource may be the power to provide hot water. The resource consumption is then the energy consumption. The resource consumption can be converted into a carbon dioxide equivalent.
In einer Ausführungsform ist der Durchflussregler ausschließlich aus mechanischen Komponenten aufgebaut. Der Durchflussregler kann eine hydromechanische Anordnung sein. Bevorzugt enthält der Durchflussregler keine elektronischen Bauteile. Dem Durchflussregler werden keine elektrische Energie und kein elektrisches Steuersignal zugeleitet. Der Durchflussregler kann eine passive Anordnung sein. Der Durchflussregler begrenzt innerhalb seines Arbeitsbereiches die Durchflussrate auf den vorgegebenen oder einen von mehreren vorgegebenen Werten der Durchflussrate. Der vorgegebene Wert der Durchflussrate kann somit der maximale Wert der Durchflussrate eines Durchflussreglers sein. Die Durchflussrate ist zum Beispiel die Masse oder das Volumen des die Anordnung durchfließenden Fluids pro Zeiteinheit. Der Durchflussregler kann als Durchflussbegrenzer realisiert sein. Der Durchflussregler kann als Durchflussmengenbegrenzer implementiert sein.In one embodiment, the flow regulator is exclusively mechanical Components built. The flow regulator may be a hydromechanical arrangement. The flow regulator preferably contains no electronic components. The flow regulator is not supplied with electrical energy and electrical control signal. The flow regulator may be a passive arrangement. Within its working range, the flow controller limits the flow rate to the specified or one of several preset values of the flow rate. The predetermined value of the flow rate may thus be the maximum value of the flow rate of a flow regulator. The flow rate is, for example, the mass or volume of the fluid flowing through the assembly per unit of time. The flow regulator can be realized as a flow restrictor. The flow regulator can be implemented as a flow limiter.
In einer Ausführungsform entspricht der vorgegebene Wert der Durchflussrate alternativ einem die Anordnung durchfließenden Volumen pro Zeiteinheit oder einem die Anordnung durchfließenden Volumen pro Umdrehung der Turbine oder einem die Anordnung durchfließenden Volumen pro Halbwelle des wechselspannungsförmigen Messsignals.In one embodiment, the predetermined value of the flow rate alternatively corresponds to a volume per unit time flowing through the arrangement or to a volume flowing through the arrangement per revolution of the turbine or to a volume flowing through the arrangement per half cycle of the alternating voltage measurement signal.
In einer Ausführungsform umfasst der Durchflusssensor eine Turbine und eine Spule. Die Turbine wird durch das die Anordnung durchfließende Fluid in eine Drehbewegung versetzt und erzeugt ein sich änderndes Magnetfeld. Die Turbine kann teilweise oder vollständig magnetisiert oder mit mindestens einem Magneten verbunden sein. Die Spule erfasst das sich ändernde Magnetfeld und erzeugt das Messsignal in Form einer Wechselspannung. Das Messsignal kann zur Energieversorgung der elektronischen Schaltung eingesetzt werden.In an embodiment, the flow sensor comprises a turbine and a coil. The turbine is rotated by the fluid flowing through the assembly and generates a changing magnetic field. The turbine may be partially or fully magnetized or connected to at least one magnet. The coil detects the changing magnetic field and generates the measuring signal in the form of an alternating voltage. The measuring signal can be used to supply power to the electronic circuit.
In einer Ausführungsform unterscheidet die elektronische Schaltung ausschließlich zwischen der Durchflussrate Null und einem einzelnen vorgegebenen Wert der Durchflussrate.In one embodiment, the electronic circuit distinguishes only between zero flow rate and a single predetermined value of flow rate.
In einer Ausführungsform ermittelt die elektronische Schaltung die Dauer eines Betriebszustandes, dem eine Durchflussrate größer Null zugeordnet wird, und bestimmt aus der Dauer und der Durchflussrate das hindurchgeflossene Volumen.In one embodiment, the electronic circuit determines the duration of an operating condition to which a flow rate greater than zero is assigned, and determines the volume that has passed through it from the duration and the flow rate.
In einer Weiterbildung speichert die elektronische Schaltung die vorgegebenen Werte der Durchflussrate oder daraus abgeleitete Werte von mindestens zwei Durchflussreglern und verwendet die vorgegebenen Werte der Durchflussrate oder daraus abgeleitete Werte zur Ermittlung des die Anordnung durchfließenden Fluidvolumens. Die vorgegebenen Werte oder die daraus abgeleiteten Werte können vor der Inbetriebnahme in der elektronischen Schaltung gespeichert sein. Die elektronische Schaltung kann die Periodendauer oder die Höhe des wechselspannungsförmigen Messsignals zur Ermittlung des wahrscheinlichsten der vorgegebenen Werte der Durchflussrate oder der daraus abgeleiteten Werte heranziehen.In a development, the electronic circuit stores the predetermined values of the flow rate or values derived therefrom from at least two flow regulators and uses the predefined values of the flow rate or values derived therefrom for determining the fluid volume flowing through the arrangement. The predetermined values or the values derived therefrom may be stored in the electronic circuit prior to startup. The electronic circuit may use the period or magnitude of the AC measurement signal to determine the most likely one of the predetermined values of flow rate or values derived therefrom.
In einer Ausführungsform wird für eine Durchflussrate grösser Null, welche die kleinste maximale Durchflussrate des Durchflussreglers deutlich unterschreitet, die Durchflussrate oder ein daraus abgeleiteter Wert mit Hilfe einer Zuordnung des Messsignals oder einer davon abgeleiteten Größe mittels einer Tabelle bestimmt. Alternativ wird für eine derartige Durchflussrate die Durchflussrate oder der daraus abgeleitete Wert mit Hilfe des Messsignals oder einer davon abgeleiteten Größe über eine Interpolation zwischen der Durchflussrate Null und dem kleinsten vorgegebenen Wert der Durchflussrate bestimmt. Weiter alternativ wird für eine derartige Durchflussrate ein voreingestellter Wert als Durchflussrate oder als daraus abgeleiteter Wert angenommen. Als Durchflussraten, welche die kleinste maximale Durchflussrate des Durchflussreglers deutlich unterschreiten, werden alle Werte angenommen, die auf einen Durchfluss schliessen lassen, für den gilt: Der Istwert der Durchflussrate ist kleiner als der kleinste vorgegebene Wert der Durchflussrate des Durchflussbegrenzers multipliziert mit einem Faktor k mit 0,01 < k < 0,9.In one embodiment, for a flow rate greater than zero, which is significantly less than the smallest maximum flow rate of the flow regulator, the flow rate or a value derived therefrom is determined by means of a mapping of the measurement signal or a variable derived therefrom by means of a table. Alternatively, for such a flow rate, the flow rate or the value derived therefrom is determined by means of the measurement signal or a quantity derived therefrom via an interpolation between the flow rate zero and the smallest predetermined value of the flow rate. Further alternatively, for such a flow rate, a preset value is assumed to be the flow rate or the value derived therefrom. For flow rates which are well below the minimum maximum flow rate of the flow controller, all values are assumed that indicate a flow rate for which the following applies: The actual flow rate is less than the smallest preset value of the flow rate of the flow restrictor multiplied by a factor k with 0.01 <k <0.9.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zur Ermittlung des Ressourcenverbrauchs eines Fluids das Begrenzen einer Durchflussrate des durch eine Anordnung fließenden Fluids auf einen vorgegebenen Wert oder einen von mehreren vorgegebenen Werten der Durchflussrate. Ein Messsignal wird in Abhängigkeit von der Durchflussrate bereitgestellt. Ein Verbrauchssignal wird in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Wert beziehungsweise den mehreren vorgegebenen Werten der Durchflussrate und dem Messsignal ermittelt.In various embodiments, a method for determining the resource consumption of a fluid includes limiting a flow rate of the fluid flowing through an assembly to a predetermined value or one of a plurality of predetermined values of the flow rate. A measuring signal is provided as a function of the flow rate. A consumption signal is determined as a function of the predetermined value or the plurality of predefined values of the flow rate and the measurement signal.
Die Erfindung wird im Folgenden an mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Figuren näher erläutert. Funktions- beziehungsweise wirkungsgleiche Komponenten oder Funktionseinheiten tragen gleiche Bezugszeichen. Es zeigen:
- 1 eine beispielhafte Ausführungsform einer Anordnung in einem Blockdiagramm,
- 2 ein Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführungsform der Anordnung,
- 3A bis 3C beispielhafte Ausführungsformen einer elektronischen Schaltung und
- 4 eine beispielhafte Kennlinie der Anordnung.
The invention will be explained in more detail below with reference to several embodiments with reference to FIGS. Functionally or functionally identical components or functional units bear the same reference numerals. Show it: - 1 an exemplary embodiment of an arrangement in a block diagram,
- 2 a cross-section through an exemplary embodiment of the arrangement,
- 3A to 3C exemplary embodiments of an electronic circuit and
- 4 an exemplary characteristic of the arrangement.
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Anordnung 10 zur Ermittlung des Ressourcenverbrauchs eines Fluids in einem Blockdiagramm. Die Anordnung zur Ermittlung des Ressourcenverbrauchs 10 umfasst einen Durchflussregler 11, einen Durchflusssensor 12 und eine elektronische Schaltung 13. Der Durchflusssensor 12 weist eine Turbine 14 sowie eine Spule 15 auf. Der Durchflusssensor 12 ist ausgangsseitig mit der elektronischen Schaltung 13 verbunden. Ein Ausgang der Spule 15 ist dazu an einen Eingang der elektronischen Schaltung 13 angeschlossen. Die elektronische Schaltung 13 ist ausgangsseitig an die Anzeige 16 angeschlossen. 1 shows an exemplary embodiment of an arrangement 10 to determine the Resource consumption of a fluid in a block diagram. The arrangement for determining the consumption of resources 10 includes a flow regulator 11 , a flow sensor 12 and an electronic circuit 13 , The flow sensor 12 has a turbine 14 as well as a coil 15 on. The flow sensor 12 is the output side with the electronic circuit 13 connected. An output of the coil 15 is to an input of the electronic circuit 13 connected. The electronic circuit 13 is output on the display 16 connected.
Das Fluid 17 durchfließt die Anordnung 10 mit einer Durchflussrate v. Dabei durchfließt das Fluid 17 den Durchflussbegrenzer 11 und den Durchflusssensor 12. Der Durchflussregler 11 ist der Turbine 14 vorgeschaltet. Das Fluid 17 treibt die Turbine 14 an. Die Turbine 14 ist magnetisch mit der Spule 15 gekoppelt. Dazu ist die Turbine 14 teilweise oder vollständig magnetisiert. Das Fluid 17 versetzt die Turbine 14 in eine Drehbewegung. Die Turbine 14 erzeugt ein sich änderndes magnetisches Feld, so dass die Spule 15 ein Messsignal Mv generiert. Das Messsignal Mv ist als Wechselspannung oder Wechselstrom ausgebildet. Das Messsignal Mv wird der elektronischen Schaltung 13 zugeleitet. Die elektronische Schaltung 13 wertet das Messsignal Mv aus und generiert ein Verbrauchssignal SDAT, das von der Anzeige 16 angezeigt wird. Bei der Berechnung des Verbrauchssignals SDAT wird der vorgegebene Wert der Durchflussrate v des Durchflussbegrenzers 11 verwendet.The fluid 17 flows through the arrangement 10 with a flow rate v , The fluid flows through it 17 the flow restrictor 11 and the flow sensor 12 , The flow regulator 11 is the turbine 14 upstream. The fluid 17 drives the turbine 14 at. The turbine 14 is magnetic with the coil 15 coupled. This is the turbine 14 partially or fully magnetized. The fluid 17 puts the turbine 14 in a rotary motion. The turbine 14 generates a changing magnetic field, causing the coil 15 a measuring signal mv generated. The measuring signal mv is designed as an alternating voltage or alternating current. The measuring signal mv becomes the electronic circuit 13 fed. The electronic circuit 13 evaluates the measuring signal mv off and generates a consumption signal SDAT that from the ad 16 is shown. When calculating the consumption signal SDAT becomes the default value of the flow rate v the flow restrictor 11 used.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform weist der Durchflusssensor 12 mindestens einen Drucksensor auf. Der Drucksensor kann vor oder nach dem Durchflussregler 11 angebracht sein. Der Drucksensor liefert ein Signal, dass bei bekannten Strömungswiderständen innerhalb der Anordnung 10 zur Ermittlung des Durchflusses dient. Das vom Drucksensor bereitgestellte Messsignal Mv hängt somit von der Durchflussrate v ab. Der Drucksensor kann ein Differenzdrucksensor sein, der die Differenz des Druckes vor dem Strömungswiderstand zum Druck nach dem Strömungswiderstand misst. In dieser Ausführungsform dienen die Turbine 14 und die Spule 15 ausschließlich der Energieversorgung der elektronischen Schaltung 13 oder sind weggelassen.In an alternative, not shown embodiment, the flow sensor 12 at least one pressure sensor. The pressure sensor can be before or after the flow regulator 11 to be appropriate. The pressure sensor provides a signal that with known flow resistances within the assembly 10 used to determine the flow. The measurement signal provided by the pressure sensor mv thus depends on the flow rate v from. The pressure sensor may be a differential pressure sensor that measures the difference in pressure upstream of the flow resistance to pressure downstream of the flow resistance. In this embodiment, the turbine serve 14 and the coil 15 excluding the power supply of the electronic circuit 13 or are omitted.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist der Durchflussregler 11 der Turbine 14 nicht vorgeschaltet, sondern nachgeschaltet.In an alternative, not shown embodiment, the flow regulator 11 the turbine 14 not upstream, but downstream.
2 zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführungsform der Anordnung 10 zur Ermittlung des Ressourcenverbrauchs eines Fluids. Die Anordnung 10 gemäß 2 ist eine Weiterbildung der in 1 gezeigten Anordnung. Die Anordnung zur Ermittlung des Ressourcenverbrauchs 10 umfasst den mindestens einen Durchflussregler 11, die Turbine 14, mindestens einen Träger 20, eine Achse 21, mindestens ein Lager 22, die mindestens eine elektronische Schaltung 13 sowie die mindestens eine Spule 15. Die Turbine 14 ist fest mit mindestens einem Magneten 19 verbunden. Der mindestens eine Magnet 19 kann von Wasser umspült sein. Der Magnet 19 ist von einem Material ummantelt, dass diesen vor Korrosion oder Abrieb schützt. Das Material kann ein Kunststoff sein. Der Kunststoff kann ein Polymer sein. Das Polymer kann Polytetrafluorethylen, abgekürzt PTFE, sein. Die Achse 21 und das mindestens eine Lager 22 koppeln die Turbine 14 mit dem Träger 20. Der Träger 20 kann Teil einer Armatur, eines Duschkopfes, eines Duschschlauches, einer Kupplung, eines Leitungselementes oder ein eigenständiges Teil sein. Die mindestens eine Spule 15 ist mit dem Träger 20 verbunden. Ein magnetischer Leiter 24 ist fest mit dem Träger 20 verbunden. Der magnetische Leiter 24 ist als magnetisierbarer Abschirmkörper realisiert. Der magnetische Leiter 24 weist ein ferromagnetisches oder ein ferrimagnetisches Material auf. 2 shows a cross section through an exemplary embodiment of the arrangement 10 for determining the resource consumption of a fluid. The order 10 according to 2 is a further education of in 1 shown arrangement. The arrangement for determining the consumption of resources 10 includes the at least one flow regulator 11 , the turbine 14 , at least one carrier 20 , an axis 21 , at least one camp 22 that have at least one electronic circuit 13 as well as the at least one coil 15 , The turbine 14 is fixed with at least one magnet 19 connected. The at least one magnet 19 can be lapped by water. The magnet 19 is covered by a material that protects it from corrosion or abrasion. The material can be a plastic. The plastic can be a polymer. The polymer may be polytetrafluoroethylene, abbreviated to PTFE. The axis 21 and that at least one camp 22 couple the turbine 14 with the carrier 20 , The carrier 20 may be part of a fitting, a shower head, a shower hose, a coupling, a conduit element or a separate part. The at least one coil 15 is with the carrier 20 connected. A magnetic conductor 24 is stuck with the carrier 20 connected. The magnetic conductor 24 is realized as a magnetizable shielding. The magnetic conductor 24 has a ferromagnetic or a ferrimagnetic material.
Ein Kanal 25 in der Anordnung 10 leitet das Fluid 17 der Turbine 14 zu. Die Turbine 14 wird vom Fluid 17 in eine Drehbewegung zur Erzeugung eines sich ändernden Magnetfeldes versetzt. Die mindestens eine Spule 15 dient zur Erfassung des sich ändernden Magnetfeldes. Die Turbine 14 und die Spule 15 wirken zusammen als Generator. Eine Generatorspannung wird ausgangsseitig an der mindestens einen Spule 15 bereitgestellt. Die Generatorspannung entspricht dem Messsignals Mv. Das Messsignal Mv ist eine Wechselspannung. Der Anordnung 10 ist so aufgebaut, dass die Frequenz und die Amplitude und die Periodendauer des Messsignals Mv abhängig von der Drehfrequenz der Turbine 14 sind. Die Drehfrequenz der Turbine 14 ist abhängig von der Menge des die Anordnung 10 pro Zeiteinheit durchfließenden Fluids 17. Das Messsignal Mv wird zur Ermittlung des durch die Anordnung 10 fließenden Fluidvolumens eingesetzt. Das Messsignal Mv wird weiter zur Energieversorgung der mindestens einen elektronischen Schaltung 13 verwendet. Der Energieinhalt des Messsignals Mv wird zur Spannungsversorgung der elektronischen Schaltung 13 eingesetzt. Die elektronische Schaltung 13 weist einen Komparator 23 auf.A channel 25 in the arrangement 10 directs the fluid 17 the turbine 14 to. The turbine 14 gets from the fluid 17 in a rotational movement for generating a changing magnetic field. The at least one coil 15 serves to detect the changing magnetic field. The turbine 14 and the coil 15 work together as a generator. A generator voltage is output on the at least one coil 15 provided. The generator voltage corresponds to the measuring signal mv , The measuring signal mv is an AC voltage. The arrangement 10 is constructed so that the frequency and the amplitude and the period of the measuring signal mv depending on the rotational frequency of the turbine 14 are. The rotational frequency of the turbine 14 depends on the amount of the arrangement 10 per unit time flowing through fluid 17 , The measuring signal mv is used to determine the by the arrangement 10 used fluid flowing volume. The measuring signal mv continues to power the at least one electronic circuit 13 used. The energy content of the measurement signal mv becomes the voltage supply of the electronic circuit 13 used. The electronic circuit 13 has a comparator 23 on.
Aus dem von der Spule 15 oder vom Drucksensor abgegebenen Messsignal Mv kann ein abgeleitetes Messsignal erzeugt werden, aus dem die Durchflussrate v oder das durch die Anordnung 10 strömende Volumen ermittelt werden kann. Das abgeleitete Messsignal kann die Dauer der anliegenden Wechselspannung, die Periodendauer, die Frequenz, die Amplitude, die Anzahl der Nulldurchgänge, die Anzahl der Halbwellen, die Anzahl der Perioden und/oder die Flankensteilheit des Messsignals MV sein. Das abgeleitete Messsignal kann als Spannung oder Strom vorliegen. Weiter kann die Dauer des Vorhandenseins eines von Null verschiedenen Messsignals Mv als abgeleitetes Messsignal dienen. Das Messsignal Mv und das abgeleitete Messsignal können als analoges Signal vorliegen. Das analoge Messsignal kann mit Hilfe des Komparators 23 in ein binäres Signal umgewandelt werden. Als Komparator 23 kann unter Nutzung der Schaltschwelle eines digitalen Eingangs ein digitaler Eingang beispielsweise eines logischen Gatters oder eines Mikroprozessors 42 dienen. Das abgeleitete Messsignal kann als digitales Signal vorliegen.Out of the coil 15 or the measuring signal emitted by the pressure sensor mv A derived measuring signal can be generated from which the flow rate v or by the arrangement 10 flowing volume can be determined. The derived measurement signal can be the duration of the applied AC voltage, the period, the frequency, the amplitude, the number of zero crossings, the number of half waves, the number of Periods and / or the slope of the measurement signal MV be. The derived measurement signal can be present as voltage or current. Further, the duration of the presence of a non-zero measurement signal mv serve as a derived measurement signal. The measuring signal mv and the derived measurement signal can be present as an analog signal. The analog measuring signal can be measured with the help of the comparator 23 be converted into a binary signal. As a comparator 23 can use the switching threshold of a digital input, a digital input, for example, a logic gate or a microprocessor 42 serve. The derived measurement signal can be present as a digital signal.
Wegen der Toleranzen der Bauteile und Ungenauigkeiten beim Aufbau kann die Drehfrequenz der Turbine 14 bei gegebener Durchflussrate v variieren. Somit können unterschiedliche Aufbauten der Anordnung 10 bei gleichen Durchflussraten v unterschiedliche Werte des Messsignals Mv erzeugen. Weiter kann ein einzelnes Exemplar der Anordnung 10 sein Verhalten über die Zeit verändern. Dies kann zu Messfehlern führen. Um die Messfehler zu verringern oder bei gegebenen maximalen Messfehlern Bauteile mit grösseren Toleranzen zu verwenden, ist die Anordnung 10 mit mindestens einem Durchflussregler 11 kombiniert. Die Verwendung von Bauteilen mit grösseren Toleranzen reduziert die Herstellungskosten.Because of the tolerances of the components and inaccuracies in the design, the rotational frequency of the turbine 14 at a given flow rate v vary. Thus, different structures of the arrangement 10 at the same flow rates v different values of the measuring signal mv produce. Next, a single copy of the arrangement 10 change his behavior over time. This can lead to measurement errors. In order to reduce the measuring errors or to use components with larger tolerances given given measuring errors, the arrangement is 10 with at least one flow regulator 11 combined. The use of components with larger tolerances reduces the manufacturing costs.
Der Durchflussregler 11 ist fest mit der Anordnung 10 verbunden. Der Durchflussregler 11 ist unlösbar mit dem Träger 20 verbunden. Der Durchflussregler 11 kann so ausgestaltet sein, dass er innerhalb seines Arbeitsbereichs die Durchflussrate v auf einen vorgegebenen Wert v_max begrenzt, so dass die Durchflussrate v über einen weiten Druckbereich des Fluids 17 annähernd konstant ist. Wird ein Durchflussregler 11 mit einem festen, das heißt vorgegebenen Wert v_max der Durchflussrate v verwendet, so ist die Durchflussrate v des Fluids 17 durch die Anordnung 10 festgelegt. Die Wahl des Durchflussreglers 11 kann die Durchflussrate v im Arbeitsbereich bestimmen. Der vorgegebene Wert v_max der Durchflussrate v ist gleichzeitig der maximale Wert der Durchflussrate v bei dem entsprechenden Durchflussregler 11. Weiter kann die Durchflussrate v Null sein, wenn zum Beispiel ein vor oder nach der Anordnung 10 angebrachtes Ventil verschlossen ist. Weiter kann die Durchflussrate v einen Wert zwischen Null und dem vorgegebenen Wert v_max annehmen, wenn sich der Durchflussregler 11 nicht in seinem Regelbereich wegen einer zu geringen Druckdifferenz zwischen dem Ein- und dem Auslass der Anordnung 10 befindet.The flow regulator 11 is fixed with the arrangement 10 connected. The flow regulator 11 is insoluble with the carrier 20 connected. The flow regulator 11 can be configured to have the flow rate within its operating range v to a predetermined value v_max limited, so the flow rate v over a wide pressure range of the fluid 17 is approximately constant. Becomes a flow regulator 11 with a fixed, that is predetermined value v_max the flow rate v used, so is the flow rate v of the fluid 17 through the arrangement 10 established. The choice of flow regulator 11 can the flow rate v in the workspace. The default value v_max the flow rate v is also the maximum value of the flow rate v at the corresponding flow regulator 11 , Next, the flow rate v Be zero if, for example, one before or after the arrangement 10 attached valve is closed. Next, the flow rate v a value between zero and the given value v_max accept when the flow regulator 11 not in its control range because of too small a pressure difference between the inlet and the outlet of the assembly 10 located.
Unterschiedliche Durchflussregler 11 können mehrere unterschiedliche maximale, das heißt vorgegebene Werte der Durchflussrate v aufweisen. Die unterschiedlichen Durchflussregler 11 weisen eine Anzahl n von alternativen vorgegebenen Werten v_max_i, i=1...n, der Durchflussrate v auf. Die Anzahl n der alternativen vorgegebenen Werte grösser v=0 ist mindestens 1. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die möglichen alternativen maximalen Durchflussraten v_max bekannt.Different flow controllers 11 can have several different maximum, that is predetermined values of the flow rate v exhibit. The different flow controllers 11 have a number n of alternative predetermined values v_max_i, i = 1 ... n, the flow rate v on. The number n of alternative predetermined values greater than v = 0 is at least 1. In a preferred embodiment, the possible alternative maximum flow rates v_max known.
Mit Vorteil wird keine externe Stromversorgung zum Betrieb der Anordnung 10 benötigt. Mit Vorteil wird keine Batterie zum Betrieb der Anordnung 10 benötigt. Die notwendige Stromversorgung übernimmt der Generator aus Turbine 14 und Spule 15.Advantageously, no external power supply for operating the arrangement 10 needed. Advantageously, no battery is used to operate the device 10 needed. The necessary power supply is taken over by the turbine generator 14 and coil 15 ,
In einer alternativen Ausführungsform weist der Durchflussregler 11 einen verstellbaren maximalen Wert v_max der Durchflussrate v auf. Bei der Verwendung von einem Durchflussregler 11 mit mehreren alternativen vorgegebenen Werten v_max_i der Durchflussrate v kann der aktuell eingestellte vorgegebene Wert v_max_i während des Betriebs oder vor dem Betrieb ausgewählt werden. Der aktuell eingestellte vorgegebene Wert v_max_i kann vom Hersteller der Anordnung 10 fest eingestellt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform muss die Wahl des aktuell eingestellten vorgegebenen Werts v_max nicht bekannt sein, es muss also nicht bekannt sein, welcher der vorgegebenen Werte v_max_i ausgewählt ist, die Menge der möglichen vorgegebenen Werte v_max_i ist hingegen bekannt. Weiter sind die möglichen vorgegebenen Werte v_max_i bekannt.In an alternative embodiment, the flow regulator 11 an adjustable maximum value v_max the flow rate v on. When using a flow regulator 11 with several alternative predetermined values v_max_i of the flow rate v the currently set value v_max_i can be selected during operation or before operation. The currently set default value v_max_i can be specified by the manufacturer of the arrangement 10 be fixed. In a preferred embodiment, the choice of the currently set predetermined value v_max Therefore, it is not necessary to know which of the predefined values v_max_i is selected, but the set of possible predefined values v_max_i is known. Furthermore, the possible predefined values v_max_i are known.
Die unterschiedlichen Durchflussregler 11 mit unterschiedlichen vorgegebenen Werten der Durchflussrate beziehungsweise der Durchflussregler 11 mit einstellbarer maximaler Durchflussrate weisen eine Menge Φ~ von vorgegebenen Durchflussraten v_max_i auf, wobei die Menge Φ~ umfasst:
- Φ~ = {v1, v2, ..., vn}. Die Menge Φ~ kann um die Durchflussrate Null v0=0 erweitert werden, so dass gilt:
- Φ = {v0, v1, v2, ..., vn}. Somit kann die Durchflussrate Null v0 als vorgegebener Wert der Durchflussrate mit einem Wert v = 0 betrachtet werden. Den einzelnen vorgegebenen Werten v_max_i aus Φ kann ein Erwartungswert des entsprechenden Messsignals Mv = Ei zugeordnet werden. Entsprechend ergibt sich eine Menge λ aus erwarteten Messsignalen mit λ = {E0, E1, E2, ..., En}. Die elektronische Schaltung 13 ordnet dem erfassten Messsignal Mv einen Wert der Durchflussrate v oder eine davon abgeleitete Grösse zu. Eine davon abgeleitete Grösse kann ein Volumenelement pro Zeiteinheit, pro Umdrehung der Turbine, pro Halbwelle und/oder pro einer definierten Anzahl von Halbwellen des Messsignals Mv sein. Die Zuordnung des Messsignals Mv zu der Durchflussrate v oder einer davon abgeleiteten Grösse kann unter Verwendung der möglichen vorgegebenen Werte der Durchflussrate v des Durchflussreglers 11 erfolgen.
The different flow controllers 11 with different predetermined values of the flow rate or the flow controller 11 with adjustable maximum flow rate have an amount Φ ~ of predetermined flow rates v_max_i, wherein the amount Φ ~ comprises: - Φ ~ = {v1, v2, ..., vn}. The quantity Φ ~ can be extended by the flow rate zero v0 = 0, so that the following applies:
- Φ = {v0, v1, v2, ..., vn}. Thus, the flow rate can be zero v0 be considered as a predetermined value of the flow rate with a value v = 0. The individual predetermined values v_max_i from Φ can be assigned an expected value of the corresponding measurement signal Mv = Ei. Accordingly, a set λ results from expected measurement signals with λ = {E0, E1, E2, ..., En}. The electronic circuit 13 assigns the detected measurement signal mv a value of the flow rate v or a quantity derived therefrom. A quantity derived therefrom may be a volume element per unit time, per revolution of the turbine, per half-wave and / or per a defined number of half-waves of the measurement signal mv be. The assignment of the measuring signal mv to the flow rate v or one derived therefrom, using the possible given values of the flow rate v of the flow regulator 11 respectively.
In einer Ausführung unterscheiden sich die alternativen vorgegebenen Werte v_max_i der Durchflussrate um mindestens 3%.In one embodiment, the alternative predetermined values v_max_i of the flow rate differ by at least 3%.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform weist die elektronische Schaltung 13 einen Analog-Digital-Wandler anstelle des Komparators 23 auf. Das analoge Messsignal Mv wird mittels des Analog-Digital-Wandlers digitalisiert und danach weiterverarbeitet.In an alternative, not shown embodiment, the electronic circuit 13 an analog-to-digital converter instead of the comparator 23 on. The analogue measurement signal mv is digitized by means of the analog-to-digital converter and then further processed.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform umfasst die Anordnung 10 eine Batterie. Somit erfolgt die Spannungsversorgung der Anordnung 10 mittels der Batterie.In an alternative, not shown embodiment, the arrangement comprises 10 a battery. Thus, the voltage supply of the arrangement takes place 10 by means of the battery.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform kann der Durchflussregler 11 als einzelne Komponente in eine Ausnehmung des Trägers 20 eingelegt werden.In an alternative, not shown embodiment, the flow regulator 11 as a single component in a recess of the carrier 20 be inserted.
Alternativ ist der Durchflussregler 11 in einer räumlichen Entfernung zu dem Durchflusssensor 12 und der elektronischen Schaltung 13 angeordnet. Beispielsweise ist der Durchflussregler 11 am Auslass einer Armatur oder am Einlass eines Duschschlauches und der Durchflusssensor 12 und die elektronische Schaltung 12 in einem Duschkopf angeordnet.Alternatively, the flow regulator 11 in a spatial distance to the flow sensor 12 and the electronic circuit 13 arranged. For example, the flow regulator 11 at the outlet of a fitting or at the inlet of a shower hose and the flow sensor 12 and the electronic circuit 12 arranged in a shower head.
3A zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der elektronischen Schaltung 13, die in die Anordnung 10 gemäß 1 und 2 eingesetzt werden kann. Die elektronische Schaltung 13 umfasst einen Gleichrichter 31, einen Oszillator 32, einen Zähler 33 und einen Anzeigetreiber 35. An den Anzeigetreiber 35 ist die Anzeige 16 angeschlossen. Der Gleichrichter 31 weist mindestens eine Diode 37 und einen Pufferkondensator 38 auf. Der Gleichrichter 31 weist zusätzlich eine Zener-Diode 39 zum Schutz vor Überspannungen auf. Der Pufferkondensator 38 speichert elektrische Energie und überbrückt kurzzeitige Unterbrechungen der Spannungsversorgung. Die elektronische Schaltung 13 umfasst zusätzlich einen Brown-Out-Detektor 36, abgekürzt BO-Detektor. Der BO-Detektor 36 kann auch als Brown-Out-Logik bezeichnet werden. Die elektronische Schaltung 13 kann ganz oder teilweise in einem integrierten Schaltkreis integriert sein. 3A shows an exemplary embodiment of the electronic circuit 13 in the arrangement 10 according to 1 and 2 can be used. The electronic circuit 13 includes a rectifier 31 , an oscillator 32 , a counter 33 and a display driver 35 , To the display driver 35 is the ad 16 connected. The rectifier 31 has at least one diode 37 and a buffer capacitor 38 on. The rectifier 31 additionally has a zener diode 39 for protection against overvoltages. The buffer capacitor 38 stores electrical energy and bypasses momentary power interruptions. The electronic circuit 13 additionally includes a brown-out detector 36 , abbreviated BO detector. The BO detector 36 can also be referred to as brown-out logic. The electronic circuit 13 may be fully or partially integrated in an integrated circuit.
Das von der Spule 15 erzeugte Messsignal Mv wird vom Gleichrichter 31 in eine Eingangsspannung VD gewandelt. Das Messsignal Mv und die Eingangsspannung VD werden dem BO-Detektor 36 zugeleitet. Ausgangsseitig ist am BO-Detektor 36 eine Versorgungsspannung VCC abgreifbar, mit der der Oszillator 32, der Zähler 33, der Anzeigetreiber 35 und die Anzeige 16 betrieben werden. Der BO-Detektor 36 detektiert, ob die Eingangsspannung VD unter oder über einem Grenzwert ist, der zum Betrieb der elektronischen Schaltung 13 gerade ausreichend ist. Ist die Eingangsspannung VD unter dem Grenzwert, so setzt der BO-Detektor 36 die Versorgungsspannung VCC auf 0 Volt. Weiter generiert der BO-Detektor 36 in Abhängigkeit von dem Messsignal MV ein Triggersignal STR, welches dem Oszillator 32 zugeleitet wird. Wird der Oszillator 32 mittels des Triggersignals STR aktiviert, so stellt er Pulse mit der Oszillatorfrequenz fosc dem Zähler 33 bereit. Ein Signal am Ausgang des Oszillators weist höchstens einen Frequenzwert auf, der von 0 Hz verschieden ist, nämlich die Oszillatorfrequenz fosc. Die Oszillatorfrequenz fosc ist konstant. Der Oszillator 32 gibt in Abhängigkeit von dem Messsignal Mv entweder das Signal mit der Oszillatorfrequenz fosc oder kein Signal beziehungsweise ein Signal mit 0 Hz ab. Dem Zähler 33 werden somit nur dann zu zählende Pulse zugeleitet, wenn der Durchflusssensor 12 eine Durchflussrate v detektiert, die größer als 0 ist. Der Zähler 33 zählt die Pulse, welche vom Oszillator 32 abgegeben werden, und speichert sie in Binärform. Das Verbrauchssignal SDAT entspricht dem Zählerstand des Zählers 33 und wird mittels des Anzeigetreibers 35 der Anzeige 16 zugeleitet. Die Anzeige 16 zeigt das durch die Anordnung 10 geflossene Volumen an. Der BO-Detektor 36 weist mindestens einen Komparator auf, der die Anzeige 16 in einen definierten Zustand versetzt, sobald die Eingangsspannung VD den Grenzwert unterschreitet. Der definierte Zustand kann der Zustand „Anzeige aus“ sein. Beim Überschreiten des Grenzwerts wird der Zähler 33 auf einen definierten Wert, welcher 0 sein kann, gesetzt und die Anzeige 16 aktiviert. Der BO-Detektor 36 beinhaltet eine Hysterese-Funktion, die ein Aus- und Einschalten in schneller Abfolge verhindert, wenn die Eingangsspannung VD um den Grenzwert pendelt.That from the coil 15 generated measuring signal mv is from the rectifier 31 in an input voltage VD changed. The measuring signal mv and the input voltage VD become the BO detector 36 fed. The output side is at the BO detector 36 a supply voltage VCC tapped, with which the oscillator 32 , the counter 33 , the display driver 35 and the ad 16 operate. The BO detector 36 detects if the input voltage VD is below or above a limit for operating the electronic circuit 13 is just enough. Is the input voltage VD below the limit, so sets the BO detector 36 the supply voltage VCC to 0 volts. Next generates the BO detector 36 in response to the measurement signal MV, a trigger signal STR which is the oscillator 32 is forwarded. Becomes the oscillator 32 by means of the trigger signal STR activated, it sets pulses with the oscillator frequency fosc the counter 33 ready. A signal at the output of the oscillator has at most a frequency value different from 0 Hz, namely the oscillator frequency fosc , The oscillator frequency fosc is constant. The oscillator 32 gives in dependence on the measuring signal mv either the signal with the oscillator frequency fosc or no signal or 0 Hz signal. The counter 33 Thus, only to be counted pulses are supplied when the flow sensor 12 a flow rate v detected, which is greater than 0. The counter 33 counts the pulses, which are from the oscillator 32 and store them in binary form. The consumption signal SDAT corresponds to the count of the counter 33 and is using the display driver 35 the ad 16 fed. The ad 16 shows that by the arrangement 10 flowed volumes. The BO detector 36 has at least one comparator on the display 16 put into a defined state as soon as the input voltage VD falls below the limit. The defined state can be the state "display off". When the limit value is exceeded, the counter becomes 33 set to a defined value, which can be 0, and the display 16 activated. The BO detector 36 includes a hysteresis function that prevents fast cycling on and off when the input voltage VD commutes around the limit.
Die Spule 15 wird so dimensioniert, dass das Messsignal Mv dann ausreicht, die elektronische Schaltung 13 zu betreiben, wenn die Durchflussrate v durch die Anordnung 10 nahe dem Arbeitspunkt des Durchflussreglers 11 ist. Der Oszillator 32 ist so ausgelegt, dass er eine Oszillatorfrequenz fosc abgibt, bei der die Anzahl der Perioden pro Zeiteinheit dem Volumen pro Zeiteinheit in einer Einheit gemäß einem Einheitensystem entspricht. Bei einem Durchflussregler 11 mit 6 l/min würde beispielsweise der Zählerstand des Zählers 33 bei einer Oszillatorfrequenz fosc von 100 Hz dem Volumen in 1 ml Schritten entsprechen. Der Zählerstand führt mit Vorteil zu einem leicht vom Menschen verständlichen Verbrauchswert SDAT.The sink 15 is dimensioned so that the measurement signal mv then sufficient, the electronic circuit 13 to operate when the flow rate v through the arrangement 10 near the working point of the flow regulator 11 is. The oscillator 32 is designed so that it has an oscillator frequency fosc in which the number of periods per unit time corresponds to the volume per unit time in a unit according to a unit system. With a flow regulator 11 with 6 l / min, for example, the count of the counter 33 at an oscillator frequency fosc of 100 Hz correspond to the volume in 1 ml increments. The meter reading leads with advantage to a consumption value which is easy to understand by humans SDAT ,
In einer Ausführungsform ist der Pufferkondensator 38 so dimensioniert, dass der Zähler 33 und die Anzeige 16 auch bei kurzen Entnahmepausen, beispielsweise einer Entnahmepause von kleiner 30 Sekunden, mit Spannung versorgt wird und die Volumenberechnung bei der Fortsetzung des Entnahmevorganges fortgeführt wird. In einer Ausführungsform überwacht der BO-Detektor 36 zusätzlich den Generatorzustand und stoppt den Oszillator 32, sobald keine ausreichende Turbinen-Drehzahl vorliegt. Das Stoppen des Oszillators 32 kann mit Hilfe einer Unterbrechung der Weiterleitung des Taktsignals des Oszillators 32 an den Zähler 33 erfolgen. Alternativ kann der Oszillator 32 durch eine Absenkung einer Oszillatorversorgungsspannung gestoppt werden. Das Absenken der Oszillatorversorgungsspannung VCC kann über eine separate Gleichrichtungsschaltung mit Speisung vom Generator und kleinerem Glättungskondensator erfolgen. Die BO-Detektor 36 kann teilweise oder vollständig in den Oszillator 32 oder den Zähler 33 integriert sein.In one embodiment, the buffer capacitor is 38 so dimensioned that the counter 33 and the ad 16 Even with short withdrawal pauses, for example, a withdrawal break of less than 30 seconds, is supplied with voltage and the volume calculation is continued in the continuation of the removal process. In one embodiment, the BO detector monitors 36 additionally the generator state and stops the oscillator 32 as soon as there is no sufficient turbine speed. Stopping the oscillator 32 can by means of an interruption of the forwarding of the clock signal of the oscillator 32 to the counter 33 respectively. Alternatively, the oscillator 32 be stopped by lowering an oscillator supply voltage. Lowering the oscillator supply voltage VCC can be done via a separate rectification circuit with supply from the generator and smaller smoothing capacitor. The BO detector 36 may be partial or complete in the oscillator 32 or the counter 33 be integrated.
Der Zähler 33 verliert den Zählerstand nach einem Absinken der Versorgungsspannung VCC. Beim Einschalten der Versorgungsspannung VCC beginnt der Zähler 33 mit dem Zählerstand 0. Der Zähler 33 kann derart implementiert sein, dass er selbsttätig einen Reset durchführt, wenn die Versorgungsspannung VCC einen Grenzwert überschreitet. Die Anzeige 16 zeigt keine Information nach einem Absinken der Versorgungsspannung VCC an.The counter 33 loses the counter reading after a drop in the supply voltage VCC , When switching on the supply voltage VCC the counter starts 33 with the counter reading 0. The counter 33 can be implemented such that it automatically performs a reset when the supply voltage VCC exceeds a limit. The ad 16 shows no information after a drop in the supply voltage VCC at.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist dem Zähler 33 ein Teiler vorgeschaltet, um höhere Oszillatorfrequenzen fosc verarbeiten zu können. Der Zähler 33 kann als Vorteiler eingesetzt werden, so dass nur die höherwertigen Bits von der Anzeige 16 angezeigt werden.In an alternative, not shown embodiment is the counter 33 a divider upstream to higher oscillator frequencies fosc to be able to process. The counter 33 can be used as a prescaler, leaving only the higher-order bits of the display 16 are displayed.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist der Zähler 33 nicht-flüchtig. Der Zählerstand bleibt auch bei Unterschreitung der zum Betrieb der Schaltung 13 erforderlichen Spannung erhalten. In diesem Fall kann auch nach Unterbrechung der Spannungsversorgung, insbesondere nach EntnahmePausen von beispielsweise größer einem Tag, die Volumenberechnung bei der Fortsetzung des Entnahmevorganges fortgeführt werden. In diesem Fall erfolgt kein Zurücksetzen des Zählers 33.In an alternative embodiment, not shown, is the counter 33 nonvolatile. The count remains even when falling below the operation of the circuit 13 required voltage. In this case, even after interruption of the power supply, especially after taking breaks of, for example, greater than one day, the volume calculation can be continued in the continuation of the removal process. In this case, the counter will not be reset 33 ,
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist die Anzeige 16 als eine nicht-flüchtige Anzeige ausgebildet, die auch ohne Spannungsversorgung den zuletzt angezeigten Wert beibehält.In an alternative embodiment, not shown, the display is 16 is designed as a non-volatile display, which maintains the last displayed value even without power supply.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist die Zener-Diode 39 durch eine Leuchtdiode, abgekürzt LED, oder eine Serienschaltung mindestens zweier LEDs ersetzt. Die LED oder die LEDs sind in Durchlassrichtung eingesetzt. Die LED oder die LEDs verwenden eine Überspannung zur Beleuchtung des Wasserstrahls oder zur Beleuchtung oder zum Betrieb der Anzeige 16. Die Anzeige 16 kann eine Status-LED aufweisen.In an alternative embodiment not shown, the Zener diode is 39 replaced by a light emitting diode, abbreviated LED, or a series connection of at least two LEDs. The LED or the LEDs are inserted in the forward direction. The LED or LEDs use an overvoltage to illuminate the water jet or to illuminate or operate the display 16 , The ad 16 can have a status LED.
3B zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der elektronischen Schaltung 13, die eine Weiterbildung der in 3A gezeigten elektronischen Schaltung ist. Die elektronische Schaltung 13 umfasst zusätzlich einen Spannungswandler 40. Der Spannungswandler 40 ist als DC-DC-Wandler realisiert. Der Spannungswandler 40 ist als Aufwärtswandler ausgebildet. Der Spannungswandler 40 koppelt den Gleichrichter 31 mit dem BO-Detektor 36. Der Spannungswandler 40 konvertiert die vom Gleichrichter 31 bereitgestellte Eingangsspannung VD in die Versorgungsspannung VCC. 3B shows an exemplary embodiment of the electronic circuit 13 , which is a further education of in 3A shown electronic circuit. The electronic circuit 13 additionally includes a voltage transformer 40 , The voltage converter 40 is realized as a DC-DC converter. The voltage converter 40 is designed as an up-converter. The voltage converter 40 couples the rectifier 31 with the BO detector 36 , The voltage converter 40 converts from the rectifier 31 provided input voltage VD into the supply voltage VCC ,
Die elektronische Schaltung 13 umfasst einen Binär-Dezimal Konverter 34, englisch binary-coded decimal converter, abgekürzt BCD Konverter. Der BCD Konverter koppelt den Zähler 33 mit dem Anzeigetreiber 35. Die vom Zähler 33 gezählten Pulse werden vom Zähler 33 in Binärform gespeichert und mittels des BCD-Konverters 34 in eine Dezimalzahl umgewandelt. Das Ausgangssignal des BCD-Konverters 34 wird mittels des Anzeigetreibers 35 der Anzeige 16 zugeleitet. Der Anzeigetreiber 35 kann im BCD-Konverter 34 integriert sein. Ein Digital-Analog Konverter oder ein Konverter für alternative Darstellungsformen kann anstelle des BCD-Konverters 34 oder parallel zum BCD-Konverter 34 geschaltet sein. Alternative Darstellungsformen können Balkendiagramme, Symbole oder Grafiken sein.The electronic circuit 13 includes a binary-decimal converter 34 , English binary-coded decimal converter, abbreviated BCD converter. The BCD converter couples the counter 33 with the display driver 35 , The from the counter 33 counted pulses are from the counter 33 stored in binary form and by means of the BCD converter 34 converted to a decimal number. The output signal of the BCD converter 34 is done by means of the display driver 35 the ad 16 fed. The display driver 35 can in BCD converter 34 be integrated. A digital-to-analog converter or a converter for alternative forms of representation may be used instead of the BCD converter 34 or parallel to the BCD converter 34 be switched. Alternative forms of representation may be bar graphs, symbols or graphics.
Der Oszillator 32' ist als spannungsabhängiger Oszillator realisiert, um auch geringere Durchflussraten v unterhalb des Regelbereiches des Durchflussreglers 11 zu berücksichtigen. Der Oszillator 32' kann mit einer Kapazitätsdiode aufgebaut werden. Alternativ kann der Oszillator 32' mit einem Integrierer oder einem integrierten Schaltkreis aufgebaut werden.The oscillator 32 ' is realized as a voltage-dependent oscillator to lower flow rates v below the control range of the flow regulator 11 to take into account. The oscillator 32 ' can be built with a capacitance diode. Alternatively, the oscillator 32 ' be built with an integrator or an integrated circuit.
Der Oszillator 32' ist derart realisiert, dass seine Oszillatorfrequenz fosc abhängig vom Messsignal Mv ist. Die Oszillatorfrequenz fosc nimmt mindestens zwei von 0 Hz verschiedene Werte an. Die Oszillatorfrequenz fosc kann sich kontinuierlich oder diskret mit dem Messsignal Mv verändern. In einer bevorzugten Ausführungsform nimmt der Oszillator 32' diskrete Frequenzen an, die den möglichen vorgegebenen Werten der Durchflussrate v des Durchflussreglers 11 entsprechen. Weiter können Oszillatorfrequenzen fosc gewählt werden, die Durchflussraten entsprechen, die kleiner als der kleinste maximale Wert v_max aus der Menge der maximalen Werte der Durchflussraten sind.The oscillator 32 ' is realized such that its oscillator frequency fosc depending on the measuring signal mv is. The oscillator frequency fosc takes at least two values different from 0 Hz. The oscillator frequency fosc can be continuous or discrete with the measurement signal mv change. In a preferred embodiment, the oscillator takes 32 ' discrete frequencies, which are the possible preset values of the flow rate v of the flow regulator 11 correspond. Next can be oscillator frequencies fosc are selected, which correspond to flow rates smaller than the smallest maximum value v_max from the set of maximum values of flow rates.
Der Oszillator 32' kann einen Schwingkreis mit variabler Frequenz, einen Schwingkreis mit fester Frequenz und nachgeschaltetem Teiler oder mehrere Schwingkreise mit fester Frequenz, wobei der erforderliche Schwingkreis ausgewählt wird, umfassen. Die Einstellung des Oszillators 32' erfolgt mit einem Komparator in Abhängigkeit vom Messsignal Mv.The oscillator 32 ' can a variable frequency resonant circuit, a fixed frequency resonant circuit and a downstream divider or a plurality of fixed frequency oscillating circuits, wherein the required resonant circuit is selected. The setting of the oscillator 32 ' takes place with a comparator depending on the measuring signal mv ,
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Oszillatorfrequenz fosc mit einem Schwingkreis erzeugt und in Abhängigkeit vom Messsignal Mv auf den der Durchflussrate v entsprechenden Wert geteilt.In a preferred embodiment, the oscillator frequency fosc generated with a resonant circuit and in response to the measurement signal mv on the flow rate v corresponding value divided.
3C zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der elektronischen Schaltung 13, die eine Weiterbildung der in 3A und 3B gezeigten elektronischen Schaltungen ist. Die elektronische Schaltung 13 umfasst einen Mikrocontroller 41. Der Mikrocontroller 41 weist einen Mikroprozessor 42 und einen Speicher 43 auf. Der Mikroprozessor 42 umfasst einen Programmspeicher, einen Programmzähler, mehr als ein Register, mindestens einen Addierer, mindestens einen Ein- und Ausgangsport, mindestens einen Datenbus und mindestens einen Oszillator. Weiter weist die elektronische Schaltung 13 einen Temperatursensor 44 auf. Ausgangsseitig ist der Temperatursensor 44 mit dem Mikrocontroller 41 verbunden. Ebenso ist ein Abgriff der Spule 15 mit einem Eingang des Mikrocontrollers 41 verbunden. Ausgangsseitig ist der Mikrocontroller 41 mit der Anzeige 16 gekoppelt. Der Mikrocontroller 41 kann einen internen Oszillator und einen BO-Detektor aufweisen. 3C shows an exemplary embodiment of the electronic circuit 13 , which is a further education of in 3A and 3B shown electronic circuits. The electronic circuit 13 includes a microcontroller 41 , The microcontroller 41 has a microprocessor 42 and a memory 43 on. The microprocessor 42 comprises a program memory, a program counter, more than one register, at least one adder, at least one input and output port, at least one data bus and at least one oscillator. Next, the electronic circuit 13 a temperature sensor 44 on. The output side is the temperature sensor 44 with the microcontroller 41 connected. Likewise, a tap of the coil 15 with an input of the microcontroller 41 connected. On the output side is the microcontroller 41 with the ad 16 coupled. The microcontroller 41 may include an internal oscillator and a BO detector.
Der Temperatursensor 44 misst die Temperatur des Fluids 17. Der Mikrocontroller 41 berechnet mittels des vom Temperatursensor 44 abgegebenen Temperatursignals ST sowie des Messsignals Mv die Leistung, die zur Erwärmung des Fluids 17 verwendet wurde. Bei der Berechnung der Leistung wird die Differenz der vom Temperatursensor 44 ermittelten Temperatur zu einem Grundwert der Temperatur berücksichtigt. Der Grundwert kann beispielsweise ein Temperaturwert des Kaltwassers sein. Mittels der Integration der Leistung über der Zeit kann der Mikrocontroller 41 die Energie berechnen, die zur Erwärmung des durch die Anordnung 10 geflossenen Volumens des Fluids 17 verwendet wurde. Wenn die Zeitintervalle für die Leistungsbestimmung konstant sind, kann der Mikrocontroller 41 zur Energieberechnung die Leistungswerte aufsummieren. Die Anzeige 16 zeigt die verwendete Energie an.The temperature sensor 44 measures the temperature of the fluid 17 , The microcontroller 41 calculated by means of the temperature sensor 44 emitted temperature signal ST as well as the measuring signal mv the power needed to heat the fluid 17 has been used. When calculating the power, the difference is that of the temperature sensor 44 calculated temperature to a basic value of the temperature taken into account. The basic value can be, for example, a temperature value of the cold water. By integrating the power over time, the microcontroller can 41 to calculate the energy needed to heat the through the arrangement 10 flowed volume of the fluid 17 has been used. If the time intervals for the power determination are constant, the microcontroller can 41 to sum up the power values for the energy calculation. The ad 16 indicates the energy used.
Während einer einzelnen Entnahme fließt ein erstes Volumen des Fluids 17 durch die Anordnung 10. Mehrere einzelne Entnahmevorgänge können zu einem übergeordneten Gesamtentnahmevorgang zusammengefasst werden. Dabei werden die Informationen der einzelnen Entnahmevorgänge zu Informationen über den übergeordneten Gesamtentnahmevorgang zusammengefasst. Beispielsweise addiert der Mikrocontroller 41 das Fluidvolumen und die verwendete Energie zur Erwärmung des Fluids 17 eines gerade stattfindenden einzelnen Entnahmevorgangs zu den entsprechenden Daten eines oder mehrerer vorangegangener einzelner Entnahmevorgänge dazu, sofern die Einzelentnahmevorgänge zu einem Gesamtentnahmevorgang zusammengefasst werden können. Der Mikrocontroller 41 stellt den Wert des Fluidvolumens und den Wert der verwendeten Energie nach einer vorgegebenen Zeit nach dem Ende eines Gesamtentnahmevorgangs oder eines Entnahmevorgangs auf Null zurück. Weiter stellt der Mikrocontroller 41 nach der vorgegebenen Zeit die Anzeige 16 zurück.During a single withdrawal, a first volume of fluid flows 17 through the arrangement 10 , Several individual picking operations can be combined into one overall picking operation. The information of the individual removal operations is summarized to information about the overall removal process. For example, the microcontroller adds 41 the volume of fluid and the energy used to heat the fluid 17 a single removal operation currently taking place for the corresponding data of one or more preceding individual removal operations, provided that the individual withdrawal operations can be combined to form a total removal operation. The microcontroller 41 returns the value of the fluid volume and the value of the energy used to zero after a predetermined time after the end of a total extraction or a removal operation. Next poses the microcontroller 41 after the given time, the display 16 back.
Das Messsignal Mv wird mit mindestens einem Grenzwert verglichen. Der Vergleich ermöglicht eine Zuordnung des Messsignals MV zu einer wahrscheinlichen Durchflussrate v oder einer davon abgeleiteten Grösse. Hierbei kann eine wahrscheinliche Durchflussrate null sein. Der mindestens eine Grenzwert wird aus den erwarteten Messsignalen der Menge A abgeleitet. Der mindestens eine Grenzwert wird alternativ aus dem Mittelwert zweier benachbarter erwarteter Messsignale aus A abgeleitet. Der Mittelwert ist das arithmetische Mittel aus den benachbarten Werten oder das geometrische Mittel der benachbarten Werte. In einer alternativen Ausführungsform wird als Grenzwert ein beliebiger Wert gewählt, welcher kleiner als der grössere benachbarte Wert und grösser als der kleinere benachbarte Wert ist.The measuring signal mv is compared with at least one limit. The comparison allows an assignment of the measurement signal MV to a probable flow rate v or a derived quantity. Here, a probable flow rate may be zero. The at least one limit value is derived from the expected measurement signals of the set A. The at least one threshold is alternatively derived from the average of two adjacent expected measurement signals from A. The mean value is the arithmetic mean of the neighboring values or the geometric mean of the neighboring values. In an alternative embodiment, an arbitrary value which is smaller than the larger adjacent value and greater than the smaller adjacent value is selected as the limit value.
Der mindestens eine Grenzwert ist in digitalisierter Form im digitalen Speicher 43 gespeichert. Der Speicher 43 kann ein ROM oder ein RAM sein. Als Speicher 43 kann der Programmspeicher des Mikrocontrollers 41 dienen. Der Vergleich erfolgt zwischen dem digitalisierten Messsignal Mv und dem mindestens einen Grenzwert in digitalisierter Form mit Hilfe einer arithmetischen Operation. Der Vergleich wird rein beispielhaft mit Hilfe einer logischen Schaltung durchgeführt. Die logische Schaltung kann Teil des Mikrocontrollers 41 sein.The at least one limit value is in digitized form in the digital memory 43 saved. The memory 43 can be a ROM or a RAM. As a memory 43 can the program memory of the microcontroller 41 serve. The comparison takes place between the digitized measurement signal mv and the at least one threshold in digitized form using an arithmetic operation. The comparison is carried out purely by way of example with the aid of a logic circuit. The logic circuit can be part of the microcontroller 41 be.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform wird der mindestens eine Grenzwert über ein Widerstandsnetzwerk erzeugt.In an alternative embodiment, not shown, the at least one limit value is generated via a resistance network.
In einer weiteren, nicht gezeigten Ausführungsform wird der mindestens eine Grenzwert über mindestens einen Festspannungsregler oder eine Spannungsquelle erzeugt. Dabei erfolgt der Vergleich zwischen Messsignal Mv und Grenzwert mit einem analogen Komparator wie etwa dem Komparator 23 in 2. Der analoge Komparator kann ein separates Bauteil sein. Der Mikroprozessors 42 umfasst den analogen Komparator. Als analoger Komparator wird ein logischer Eingang des Mikroprozessors 42 genutzt. Dabei wird die Schaltschwelle eines digitalen Eingangs des Mikroprozessors 42 als Vergleichswert genutzt. Wenn erforderlich, wird das analoge Messsignal Mv mit Hilfe eines Spannungs- oder Stromteilers derart reduziert, dass die Schaltschwelle des Komparators den Grenzwert repräsentiert. Alternativ wird das Messsignal Mv mittels mehrerer Spannungs- oder Stromteiler oder einem Spannungs- oder Stromteiler mit mehreren Abgriffen heruntergeteilt, so dass die Schaltschwellen mehrerer digitaler Eingänge unterschiedliche Grenzwerte repräsentieren.In a further, not shown embodiment, the at least one limit value is generated via at least one fixed voltage regulator or a voltage source. In this case, the comparison between the measurement signal mv and limit with an analog comparator such as the comparator 23 in 2 , The analog comparator can be a separate component. The microprocessor 42 includes the analog comparator. As an analog comparator becomes a logical input of the microprocessor 42 used. In this case, the switching threshold of a digital input of the microprocessor 42 used as comparison value. If necessary, that will analogue measurement signal mv reduced by means of a voltage or current divider such that the switching threshold of the comparator represents the limit value. Alternatively, the measuring signal mv divided down by means of several voltage or current divider or a voltage or current divider with multiple taps, so that the switching thresholds of several digital inputs represent different limits.
Bei einer sehr geringen Druckdifferenz des Fluids 17 vor und nach dem Durchflussregler 11 können Durchflussraten v auftreten, die den kleinsten vorgegebenen Wert v1 der Durchflussrate v deutlich unterschreiten. In diesem Fall kann, je nach ermitteltem Wert des Messsignals Mv eine Zuordnung des Messsignals Mv zur Durchflussrate Null v0, dem kleinsten vorgegebenen Wert v1 der Durchflussrate oder einem Zwischenwert v01z Durchflussrate erfolgen. Die Zuordnung erfolgt unter Verwendung eines ersten Schwellwertes S(v01a) und eines zweiten Schwellwertes S(v01b). Die Zuordnung kann wie folgt erfolgen: Das Messsignal Mv wird der Durchflussrate Null v0=0 für Mv ≤ S(v01a) zugeordnet. Das Messsignal Mv wird dem kleinsten vorgegebenen Wert v1 der Durchflussrate für Mv ≥ S(v01b) zugeordnet. Das Messsignal Mv wird dem Zwischenwert v01z für die Durchflussrate für S(v01a) ≤ Mv ≤ S(v01b) zugeordnet. Weiter gilt S(v01a) ≥ S(v0) und S(v01b) ≤ S(v1) und S(v01a) ≤ S(v01b), wenn das Messsignal Mv so gewählt ist, dass das Messsignal Mv mit steigender Durchflussrate v ansteigt. Dabei ist S(v0) der Wert des Messsignals Mv bei der Durchflussrate Null und S(v1) der Wert des Messsignals Mv bei dem kleinsten vorgegebenen Wert v_max_1 der Durchflussrate v. Wenn das Messsignal Mv mit abnehmender Durchflussrate v fällt, gelten entsprechend angepasste Gültigkeitsbereiche.At a very low pressure difference of the fluid 17 before and after the flow regulator 11 can flow rates v occur, which is the smallest predetermined value v1 of the flow rate v clearly lower. In this case, depending on the determined value of the measuring signal mv an assignment of the measurement signal mv to the flow rate zero v0 , the smallest predetermined value v1 of the flow rate or an intermediate value v01z flow rate. The assignment takes place using a first threshold value S (v01a) and a second threshold value S (v01b). The assignment can be made as follows: The measuring signal mv the flow rate becomes zero v0 = 0 for Mv ≤ S (v01a). The measuring signal mv is assigned to the smallest predetermined value v1 of the flow rate for Mv ≥ S (v01b). The measuring signal mv is assigned to the intermediate value v01z for the flow rate for S (v01a) ≦ Mv ≦ S (v01b). Further, S (v01a) ≥ S (v0) and S (v01b) ≤ S (v1) and S (v01a) ≤ S (v01b) when the measurement signal mv is chosen so that the measurement signal mv with increasing flow rate v increases. Where S (v0) is the value of the measurement signal mv at the flow rate zero and S (v1) the value of the measuring signal mv at the smallest predetermined value v_max_1 the flow rate v , If the measurement signal mv with decreasing flow rate v falls, correspondingly adapted validity ranges apply.
Bevorzugt wird für den Zwischenwert v01z ein festeingestellter oder vorgegebener Wert verwendet. Alternativ dazu wird der Zwischenwert v01z über eine Interpolation ermittelt. Alternativ dazu wird der Zwischenwert v01z über eine Tabelle mit einer festen Zuordnung zwischen dem Messsignal Mv und der Durchflussrate v01z ermittelt.Preferably, a fixed or predetermined value is used for the intermediate value v01z. Alternatively, the intermediate value v01z is determined via an interpolation. Alternatively, the intermediate value v01z is a table with a fixed allocation between the measurement signal mv and the flow rate v01z determined.
Bei einem sehr hohen Druck des Fluids 17 vor dem Durchflussregler 11 kann eine Durchflussrate v auftreten, die den grössten vorgegebenen Wert v_max_n der Durchflussrate v deutlich überschreitet. In diesem Fall kann, je nach ermitteltem Wert des Messsignals Mv und der definierten Schwellwerte S(vm), eine Zuordnung des Messsignals Mv zur größten maximalen Durchflussrate vn oder einer Überdruckdurchflussrate v_ueb>vn erfolgen. Als Überdruckdurchflussrate v_ueb kann ein festeingestellter Wert verwendet werden. Alternativ dazu kann die Überdruckdurchflussrate v_ueb über eine Tabelle mit einer festen Zuordnung zwischen dem Messsignal Mv und der Durchflussrate v ermittelt werden. Die Zuordnung kann durch den Mikrocontroller 41 erfolgen.At a very high pressure of the fluid 17 in front of the flow regulator 11 can be a flow rate v occur, the largest predetermined value v_max_n the flow rate v clearly exceeds. In this case, depending on the determined value of the measuring signal mv and the defined threshold values S (vm), an assignment of the measurement signal mv to the maximum maximum flow rate vn or overpressure flow rate v_ueb> vn. As overpressure flow rate v_ueb a fixed value can be used. Alternatively, the overpressure flow rate v_ueb can be determined via a table with a fixed association between the measurement signal mv and the flow rate v be determined. The assignment can be made by the microcontroller 41 respectively.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform umfasst die elektronische Schaltung 13 keinen Mikrocontroller; sie umfasst jedoch den Mikroprozessor 42.In an alternative embodiment, not shown, the electronic circuit comprises 13 no microcontroller; however, it includes the microprocessor 42 ,
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform wird das Messsignal MV per Funk übertragen. Die Weiterbearbeitung des Messsignals MV erfolgt durch eine externe Schaltung.In an alternative, not shown embodiment, the measurement signal MV is transmitted by radio. The further processing of the measurement signal MV is performed by an external circuit.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform umfasst die elektronische Schaltung 13 keinen Temperatursensor 44. Die Anordnung 10 wird dann zur Ermittlung der Durchflussrate v oder des hindurch geflossenen Volumens eingesetzt.In an alternative embodiment, not shown, the electronic circuit comprises 13 no temperature sensor 44 , The order 10 is then used to determine the flow rate v or the volume flowed through.
In einer nicht gezeigten, alternativen Ausführungsform umfasst die Anordnung 10 ein Modul zur Datenübertragung, das zwischen den Anzeigetreiber 35 und der Anzeige 16 beziehungsweise zwischen den Mikrocontroller 37 und der Anzeige 16 geschaltet ist. Die Datenübertragung kann per Kabel oder per Funk erfolgen.In an alternative embodiment, not shown, the arrangement comprises 10 a module for data transfer between the display driver 35 and the ad 16 or between the microcontroller 37 and the ad 16 is switched. The data transmission can be done by cable or by radio.
4 zeigt eine beispielhafte Kennlinie der Anordnung. Darin ist die aus dem Messsignal Mv ermittelte Durchflussrate Sv über dem tatsächlichen Wert v der Durchflussrate aufgetragen. Das digitale oder digitalisierte Messsignal Mv wird mit Hilfe einer Tabelle einer wahrscheinlichen Durchflussrate Sv oder einer davon abgeleiteten Grösse zugeordnet. Hierbei bildet die Tabelle die in 4 gezeigte Kennlinie ab. Für Messsignale MV kleiner dem ersten Schwellwert S(v01a) hat die ermittelte Durchflussrate SV den Wert null. Für Messsignale MV zwischen dem ersten Schwellwert S(v01a) und dem zweiten Schwellwert S(v01b) wird die ermittelte Durchflussrate SV linear zwischen dem Wert null und dem kleinsten vorgegebenen Wert v_max_1 interpoliert. Für Messsignale MV zwischen dem zweiten Schwellwert S(v01b) und einem dritten Schwellwert S(v02a) hat die ermittelte Durchflussrate SV den kleinsten vorgegebenen Wert v_max_1. Für Messsignale MV zwischen dem dritten Schwellwert S(v02a) und einem vierten Schwellwert S(v02b) wird die ermittelte Durchflussrate SV linear zwischen dem kleinsten vorgegebenen Wert v_max_1 und dem zweiten vorgegebenen Wert v_max_2 interpoliert. Größere Messsignale MV werden entsprechend zugeordnet. Alternativ ist die Tabelle eine Sprungtabelle. Die Sprungtabelle kann durch mehrere konditionale Abfragen ergänzt werden. 4 shows an exemplary characteristic of the arrangement. Therein is the one from the measurement signal mv determined flow rate Sv above the actual value v the flow rate applied. The digital or digitized measurement signal mv is calculated using a table of a probable flow rate Sv or a derived quantity. Here, the table forms the in 4 shown characteristic. For measured signals MV smaller than the first threshold value S (v01a), the determined flow rate SV has the value zero. For measured signals MV between the first threshold value S (v01a) and the second threshold value S (v01b), the determined flow rate SV becomes linear between the value zero and the smallest predetermined value v_max_1 interpolated. For measured signals MV between the second threshold value S (v01b) and a third threshold value S (v02a), the determined flow rate SV has the smallest predetermined value v_max_1 , For measured signals MV between the third threshold value S (v02a) and a fourth threshold value S (v02b), the determined flow rate SV becomes linear between the smallest predetermined value v_max_1 and the second predetermined value v_max_2 interpolated. Larger measuring signals MV are assigned accordingly. Alternatively, the table is a jump table. The jump table can be supplemented by several conditional queries.
Die Tabelle ist in digitalisierter Form im digitalen Speicher 43 gespeichert. Der Mikrocontroller 41 kann den Speicher 43 umfassen. Als Speicher 43 kann der Programmspeicher des Mikrocontrollers 41 dienen. Insbesondere ist
- • die Tabelle so ausgestaltet, dass sie eine Zuordnung des Messsignals Mv oder einer davon abgeleiteten Grösse zur Durchflussrate v ermöglicht.
- • die Tabelle so ausgestaltet, dass eine Zuordnung des Messsignals Mv oder einer davon abgeleiteten Grösse zu einem der vorgegebenen Werte v_max_i der Durchflussrate v des Durchflussreglers 11 erfolgt.
- • die Tabelle so ausgestaltet, dass eine Zuordnung des Messsignals Mv oder einer davon abgeleiteten Grösse zum wahrscheinlichsten der vorgegebenen Werte v_max_i der Durchflussrate v des Durchflussreglers 11 erfolgt.
- • die Tabelle so ausgestaltet, dass eine Zuordnung des Messsignals Mv oder einer davon abgeleiteten Grösse zum wahrscheinlichsten der vorgegebenen Werte v_max_i der Durchflussrate v des Durchflussreglers 11 erfolgt, wobei dem Messsignal Mv in Grenzbereichen Zwischenwerte als Durchflussraten zugeordnet werden.
- • die Tabelle so ausgestaltet, dass für eine Durchflussrate v deutlich unterhalb des Regelbereiches des Durchflussreglers 11 dem Messsignal Mv ein Durchfluss mittels der Kennlinie der Turbine 14 zugeordnet wird.
The table is in digitized form in digital memory 43 saved. The microcontroller 41 can the memory 43 include. As a memory 43 can the program memory of the microcontroller 41 serve. In particular - • The table is designed so that it assigns the measurement signal mv or a derived quantity from the flow rate v allows.
- • The table is designed so that an assignment of the measuring signal mv or a quantity derived therefrom to one of the predetermined values v_max_i of the flow rate v of the flow regulator 11 he follows.
- • The table is designed so that an assignment of the measuring signal mv or a quantity derived therefrom to the most probable of the given values v_max_i of the flow rate v of the flow regulator 11 he follows.
- • The table is designed so that an assignment of the measuring signal mv or a quantity derived therefrom to the most probable of the given values v_max_i of the flow rate v of the flow regulator 11 takes place, the measurement signal mv intermediate values are assigned as flow rates in border areas.
- • The table is designed for a flow rate v well below the control range of the flow regulator 11 the measuring signal mv a flow through the characteristic curve of the turbine 14 is assigned.
Die vorstehenden Ausgestaltungen können alternativ oder additiv vorgesehen sein.The above embodiments may be provided alternatively or in addition.
Alternativ zur Zuordnung des Messsignals Mv zur Durchflussrate v kann eine Zuordnung des Messsignals Mv zu einer davon abgeleiteten Grösse erfolgen, aus der die Durchflussrate v oder ein anderes Mass für das durch die Anordnung fließende Fluid 17 berechnet wird.Alternatively to the assignment of the measuring signal mv to the flow rate v can be an assignment of the measurement signal mv to a derived size, from which the flow rate v or another measure of the fluid flowing through the assembly 17 is calculated.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Tabelle durch mehrere konditionale Abfragen implementiert werden. Die Sprungtabelle kann durch mindestens eine konditionale Abfrage ergänzt werden. Konditionale Abfragen können Abfragen mit genau einer Bedingung oder Abfragen mit mehr als einer Bedingung, sogenannte if- oder case-Abfragen, sein. Konditionale Abfragen können mit Hilfe arithmetischer Operationen und einer Auswertung von Statusbits durchgeführt werden.In an alternative embodiment, the table may be implemented by multiple conditional queries. The jump table can be supplemented by at least one conditional query. Conditional queries can be queries with exactly one condition or queries with more than one condition, called if or case queries. Conditional queries can be performed using arithmetic operations and evaluating status bits.
Auf die Werte in der Tabelle kann mit Hilfe einer Addition eines das Messsignal Mv repräsentierenden Wertes zum Programmzähler des Mikrocontrollers 41 zugegriffen werden, wobei der Wert im Programmspeicher oder Datenspeicher des Mikrocontrollers 41 abgelegt ist. Die Schaltung zur Unterstützung der Addition kann mit Hilfe einer Arithmetisch Logischen Einheit des Mikroprozessors 42 erfolgen. Die Addition kann mit einer dedizierten logischen Schaltung erfolgen.On the values in the table can be added by means of an addition of a measuring signal mv representing value to the program counter of the microcontroller 41 be accessed, the value in the program memory or data memory of the microcontroller 41 is stored. The addition circuit may be implemented by means of an arithmetic logic unit of the microprocessor 42 respectively. The addition can be done with a dedicated logic circuit.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
1010
-
Anordnungarrangement
-
1111
-
DurchflussreglerFlow Controllers
-
1212
-
DurchflusssensorFlow Sensor
-
1313
-
elektronische Schaltungelectronic switch
-
1414
-
Turbineturbine
-
1515
-
SpuleKitchen sink
-
1616
-
Anzeigedisplay
-
1717
-
Fluidfluid
-
1919
-
Magnetmagnet
-
2020
-
Trägercarrier
-
2121
-
Achseaxis
-
2222
-
Lagercamp
-
2323
-
Komparatorcomparator
-
2424
-
magnetischer Leitermagnetic conductor
-
2525
-
Kanalchannel
-
3131
-
Gleichrichterrectifier
-
32, 32'32, 32 '
-
Oszillatoroscillator
-
3333
-
Zählercounter
-
3434
-
Binär-Dezimal KonverterBinary-decimal converter
-
3535
-
Anzeigetreiberdisplay driver
-
3636
-
Brown-Out-DetektorBrown-out detector
-
3737
-
Diodediode
-
3838
-
Pufferkondensatorbuffer capacitor
-
3939
-
Zener-DiodeZener diode
-
4040
-
SpannungswandlerDC converter
-
4141
-
Mikrocontrollermicrocontroller
-
4242
-
Mikroprozessormicroprocessor
-
4343
-
SpeicherStorage
-
4444
-
Temperatursensortemperature sensor
-
foscfosc
-
Oszillatorfrequenzoscillator frequency
-
GNDGND
-
Massepotentialground potential
-
Mvmv
-
Messsignalmeasuring signal
-
SDATSDAT
-
Verbrauchssignalconsumption signal
-
STST
-
Temperatursignaltemperature signal
-
STRSTR
-
Triggersignaltrigger signal
-
SvSv
-
ermittelte Durchflussratedetermined flow rate
-
vv
-
DurchflussrateFlow rate
-
VCCVCC
-
Versorgungsspannungsupply voltage
-
VDVD
-
Eingangsspannunginput voltage
-
v_max, v_max_1v_max, v_max_1
-
vorgegebener Wert der Durchflussratepredetermined value of the flow rate
-
v_max_2, v_max_3v_max_2, v_max_3
-
vorgegebener Wert der Durchflussratepredetermined value of the flow rate
-
v0v0
-
Wert Null der DurchflussrateValue zero of the flow rate
