DE10207454B4

DE10207454B4 - volume meter

Info

Publication number: DE10207454B4
Application number: DE2002107454
Authority: DE
Inventors: Hermann Senf
Original assignee: Bopp and Reuther Messtechnik GmbH
Current assignee: Bopp and Reuther Messtechnik GmbH
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2022-02-23
Also published as: WO2003071238A1; AU2003212247A1; DE10207454A1; EP1476728A1

Abstract

Volumenzähler (1) mit einer innerhalb eines Gehäuses (2) angeordneten Messkammer (3), mit mindestens einem innerhalb der Messkammer (3) angeordneten, drehbar gelagerten und durch einen Volumenstrom eines Fluids in Drehbewegung versetzbaren Rotor (5, 5'), wobei die Messkammer (3) senkrecht zur Achse des Rotors (5, 5') von dem Fluid durchströmbar ist, und mit mindestens einem mit dem mindestens einen Rotor (5, 5') drehfest verbundenen Signalgeber, der direkt oberhalb des Rotors (5, 5') an einer Verlängerung des Rotors (5, 5') außerhalb der Messkammern (3), aber innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist, sowie mit mindestens einem in eine dem Signalgeber zugewandte Stirnwandung des Gehäuses eingesetzten Sensor (13) zur Signalbildung, wobei der Signalgeber als eine flache Signalscheibe (7, 7') mit einer Mehrzahl von diskreten, durch den Sensor (18) erfassbaren Bereichen (8, 9) ausgebildet ist, die in Umfangsrichtung der Signalscheibe (7, 7') volumenproportionale Abmessungen unterschiedlicher Breite und/oder Abstände aufweisen, so dass die ungleichförmige Rotationsbewegung des Rotors...Volume counter (1) with one inside a housing (2) arranged measuring chamber (3), with at least one inside the measuring chamber (3) arranged rotatably mounted and by a Volume flow of a fluid in rotary motion displaceable rotor (5, 5 '), wherein the measuring chamber (3) perpendicular to the axis of the rotor (5, 5 ') can be flowed through by the fluid is at least one with the at least one rotor (5, 5 ') non-rotatably connected signal generator, which is directly above the rotor (5, 5 ') on an extension of the rotor (5, 5 ') outside the measuring chambers (3), but within the housing (2) is arranged, as well as with at least one in the signal transmitter facing end wall of the housing used sensor (13) for signal generation, wherein the signal generator as a flat signal disk (7, 7 ') with a plurality of discrete, formed by the sensor (18) detectable areas (8, 9), in the circumferential direction of the signal disk (7, 7 ') volume proportional Have dimensions of different width and / or distances, so that the non-uniform Rotational movement of the rotor ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Volumenzähler.The The invention relates to a volume meter.

Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik, wie er aus der DE 33 00 657 A1 , der DE 34 42 358 C3 oder auch der CH 576 629 A5 bekannt ist.The invention is based on a prior art, as he from the DE 33 00 657 A1 , of the DE 34 42 358 C3 or even the CH 576 629 A5 is known.

Volumenzähler oder Durchflussmessgeräte sind demnach in einer Vielzahl unterschiedlicher Bauformen wie beispielsweise Ovalradzähler, Zahnradzähler, Bi-Rotor-Zähler, Treibschieber- oder Ringkolbenzähler bekannt, die alle auf einem grundlegenden gemeinsamen Funktionsprinzip beruhen: Innerhalb einer von einem Fluid durchströmbaren Messkammer ist mindestens ein Rotor angeordnet, das durch das strömende Fluid in Drehbewegung versetzt wird, wobei die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors als Maß für das den Zähler durchströmende Fluid-Volumen verwendet werden kann. Um eine entsprechende Auswertung dieser Drehbewegung vornehmen zu können, ist es erforderlich, diese in geeigneter Weise sensorisch zu erfassen.Volumeter or Flow meters are Accordingly, in a variety of different designs such as oval gear meter, Gear counter, Bi-rotor counter, Driving slide or rotary piston meter known, all on a basic common operating principle are based: within a measuring chamber through which a fluid can flow at least one rotor is arranged, which by the flowing fluid is rotated, the rotational speed of the rotor as a measure of that counter flowing fluid volume can be used. To a corresponding evaluation of this rotary motion to be able to make It is necessary to detect these sensory in a suitable manner.

Aus der DE 41 42 062 A1 ist ein Volumenzähler zum Messen von Flüssigkeitsmengen in Tankstellen-Zapfsäulen mit einem Gehäuse, einer Messkammer, mindestens einem Rotor in Form eines Schneckenkörpers, einem Signalgeber, der außerhalb der Messkammer, aber innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und einem Sensor bekannt. Der Signalgeber ist als Fächer- oder Zahnscheibe ausgebildet mit einer Mehrzahl von diskreten, durch den Sensor erfassbaren Bereichen gleichen Abstandes. Bei dem bekannten Volumenzähler werden die Umdrehungen des Schneckenkörpers in Impulse umgeformt, deren Größe, Anzahl und Folgefrequenz direkt proportional zur getankten Kraftstoffmenge ist.From the DE 41 42 062 A1 is a volumeter for measuring quantities of liquid in gas station dispensers with a housing, a measuring chamber, at least one rotor in the form of a screw body, a signal generator, which is outside the measuring chamber, but disposed within the housing, and a sensor known. The signal generator is designed as a fan or toothed disk with a plurality of discrete, detectable by the sensor areas of equal distance. In the known volume meter, the revolutions of the screw body are converted into pulses whose size, number and repetition frequency is directly proportional to the fuel quantity refueled.

Die CH 576 629 A5 zeigt ein Strömungsmengen-Messgerät, bei dem die Messkammer senkrecht zur Rotorachse von Fluid durchströmbar ist.The CH 576 629 A5 shows a flow rate meter, in which the measuring chamber is perpendicular to the rotor axis of fluid flowed through.

Die DE 33 00 657 A1 betrifft einen Ovalradzähler, bei dem jeweils eine Stirnseite mit einem Permanentmagneten bestückt ist und bei denen eine entsprechende Magnetfeldsensor-Anordnung oberhalb der Ovalradstirnseiten vorgesehen ist. Allerdings erlauben die ovalen Stirnflächen flächenmäßig in der Regel nur das Anbringen einer geringen Anzahl von Magneten, da eine notwendigerweise kreisförmige Anordnung in geeigneter Teilung nur im Nabenbereich der Ovalräder erfolgen kann. Dies wirkt sich insbesondere auf die Größe des Messbereiches und die Messwertauflösung nachteilig aus. Eine beliebig enge Anordnung einer Mehrzahl von Permanentmagneten ist darüber hinaus aufgrund der starken magnetischen Streufelder einer solchen Anordnung nicht möglich, da die Gefahr von Fehlmessungen bestünde. Dieser Aspekt ist insbesondere bei Volumenzählern problematisch, bei denen der Rotor bzw. die Rotoren ungleichförmige Rotationsbewegungen ausführen, beispielsweise bei Ovalradzählern.The DE 33 00 657 A1 relates to a Ovalradzähler, in each case one end face is equipped with a permanent magnet and in which a corresponding magnetic field sensor arrangement is provided above the Ovalradstirnseiten. However, in terms of surface area, the oval end faces generally only permit the attachment of a small number of magnets, since a necessarily circular arrangement in a suitable pitch can only take place in the hub region of the oval wheels. This has a disadvantageous effect, in particular, on the size of the measuring range and the resolution of the measured value. In addition, an arbitrarily close arrangement of a plurality of permanent magnets is not possible due to the strong magnetic stray fields of such an arrangement, since there would be a risk of erroneous measurements. This aspect is particularly problematic with volumetric meters in which the rotor or rotors perform non-uniform rotational movements, for example in oval wheel meters.

Zum Erreichen einer hohen Messwertauflösung müssen bei derartigen Volumenzählern eine Mehrzahl von Signalgebern in volumenproportionalen, d.h. an die variable Rotationsgeschwindigkeit angepassten Abständen angeordnet sein, die in Teilbereichen aufgrund verminderter Rotationsgeschwindigkeit sehr eng werden. Als nachteilig ist weiterhin anzusehen, dass aufgrund der mit baulichen Veränderungen an den Rotoren verbundenen Anordnung der Permanentmagneten ein nachträgliches flexibles Verändern bzw. Anpassen des Messbereichs oder der Messwertauflösung praktisch nicht mehr möglich ist oder mit erheblichem Aufwand verbunden wäre.To the Achieving a high measured value resolution must be a majority in such volumetric meters signalers in volume proportional, i. to the variable Rotational speed adapted to be arranged in intervals Partial areas due to reduced rotational speed very become tight. Another disadvantage is to be considered that due the one with structural changes connected to the rotors arrangement of the permanent magnet a subsequent flexible change or adjusting the measuring range or the measured value resolution practically is no longer possible or associated with considerable effort.

Die DE 34 42 358 C3 betrifft einen Flügelradzähler mit in das Flügelrad eingesetzten Permanentmagneten. Auch hier ergeben sich konstruktionsbedingt die vorstehend aufgeführten Nachteile.The DE 34 42 358 C3 relates to an impeller with permanent magnets inserted in the impeller. Again, due to the design, the disadvantages listed above arise.

Beim Gegenstand der CH 576 629 A5 , sind ebenfalls direkt auf der Stirnseite eines schaufelradbesetzten Rotors Permanentmagneten bzw. Teile aus ferromagnetischem Material vorgesehen, dass sich auch hier die entsprechende Problematik ergibt.At the subject of CH 576 629 A5 , Permanent magnets or parts of ferromagnetic material are also provided directly on the front side of a paddle wheel rotor, that also results in the corresponding problem.

Ähnliches gilt auch für bekannte Sensoranordnungen in einer hohl ausgebildeten Rotorwelle, z.B. bei Sensoranordnungen nach dem Wiegand-Prinzip. Die Anordnung eines Wiegand-Sensors in einer Hohlwelle ist baulich anspruchsvoll, außerdem ist die zugehörige Steuerungselektronik aufwändig und komplex. Das Gleiche gilt für die Kalibrierung eines solchen Sensors. Der Nachweis einer Drehbewegung geschieht mittels kurzer Pulse, deren Dauer nicht von der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors abhängt. Deshalb sind derartige Sensoren, insbesondere bei geringen Durchflussmengen (quasi-statischer Betrieb) mit Nachteilen behaftet. Aufgrund der beengten Platzverhältnisses ist außerdem nur ein geringer konstruktiver Spielraum vorhanden, was mit entsprechend erhöhtem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand einhergeht.something similar applies to known sensor arrangements in a hollow rotor shaft, e.g. in sensor arrangements according to the Wiegand principle. The arrangement of a Wiegand sensor in a hollow shaft is structurally demanding, also is the associated control electronics costly and complex. The same applies the calibration of such a sensor. The proof of a rotary movement happens by means of short pulses whose duration does not depend on the rotational speed of the rotor depends. Therefore, such sensors, especially at low flow rates (quasi-static operation) with disadvantages. Due to the cramped space is also only a small constructive margin available, which with accordingly increased associated constructive and manufacturing effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeitsmessgerät unter Vermeidung der vorstehend aufgeführten Nachteile in konstruktiv einfacher und damit fertigungstechnisch günstiger Weise derart auszubilden, das eine sichere, hochaufgelöste und dabei flexible Signalgebung für eine nachgeschaltete Auswertelektronik auch bei geringen Durchflussmengen gewährleistet ist, die mit einer Montage- und Bedienfreundlichkeit einhergeht.The invention has for its object to provide a liquid meter while avoiding the disadvantages listed above in structurally simple and thus manufacturing technology favorable manner such that a secure, high-resolution and flexible signaling for a downstream processing electronics is guaranteed even at low flow rates, with a Assembly and ease of use goes hand in hand.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Volumenzähler gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.These Task is according to the invention with a volume meter solved, having the features of claim 1.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass der Querschnitt des Gehäuses bzw. der durch den Rotor überstrichene Bereich zur Volumenmessung optimal genutzt werden kann und somit die Messauflösung erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass keinerlei Abdichtungen von Wellen, insbesondere der Geberrotoren erforderlich sind und daher die Reibung minimiert ist.One An essential advantage of the solution according to the invention is that the Cross section of the housing or the swept through the rotor Area for volume measurement can be optimally used and thus the measurement resolution elevated becomes. Another advantage of the invention is that no Seals of waves, in particular the encoder rotors required are and therefore the friction is minimized.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Signalscheiben als Fahnenscheiben oder als Lochscheiben ausgebildet sind. Derartige Signalscheiben lassen sich in äußerst einfacher Weise durch Laserschnitt oder Stanzen herstellen und sind damit in der Fertigung besonders kostengünstig. Dabei sind die Vorsprünge bzw. Löcher proportional angeordnet, d.h. die Vorsprünge bzw. die Löcher selbst der Signalscheibe sind nicht äquidistant angeordnet und weisen darüber hinaus auch keine identische Breite auf, sondern sind derartig ausgebildet, dass bei gleichem Volumendurchfluss eine ungleichförmige Rotations bewegung eines rotierenden Bauteils eines Volumenzählers ausgeglichen wird, wie dies beispielsweise bei Ovalradzählern der Fall ist. Auf diese Weise ist auch eine einfache Anpassungsmöglichkeit an beliebige Zählertypen, beispielsweise Zahnradzähler oder Flügelradzähler, gegeben, bei denen die Räder eine gleichförmige Drehbewegung ausführen.at A preferred embodiment of the invention provides that the signal discs are designed as flagpoles or perforated discs. Such signal discs can be in a very simple manner by Laser cutting or punching produce and are thus in production especially inexpensive. Here are the projections or holes proportionally arranged, i. the projections or the holes themselves the signal disk are not equidistant arranged and point over it In addition, no identical width, but are designed such that at the same volume flow a non-uniform rotational movement of a rotating component of a volumetric counter, such as This example, for oval wheel meters the case is. In this way is also a simple customization option to any meter types, for example, gear counter or impeller, given, where the wheels a uniform Perform rotary motion.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens zwei Signalscheiben an einem einzelnen drehbaren Bauteil eines Volumenzählers angeordnet sind. Insbesondere können dabei die Signalscheiben derart relativ zueinander angeordnet sein, dass an den entsprechenden zugeordneten Sensoren ein bestimmter Phasenversatz der Signale resultiert. Durch Vorsehen einer Mehrzahl von Signalscheiben und Sensoren können entsprechend mehrere Signale mit beliebig gestalteten Puls-Pause-Verhältnissen sowie beliebigem Phasenversatz erzeugt werden. Auf diese Weise ist sowohl die Messwertauflösung des Volumenzählers an konkrete Erfordernisse anpassbar, als auch ein Erfassen der Laufrichtung des Zählers, d.h. der Durchflussrichtung des Fluids möglich. Bei einer äußerst bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es darüber hinaus möglich, mehrere Signalscheiben zu einem einzigen Bauteil zu kombinieren, das in diesem Fall zugleich als Fahnen- und Lochscheibe mit mehreren konzentrisch angeordneten Signalspuren aus Vorsprüngen bzw. aus Löchern ausgebildet ist. Auf diese Weise ist eine Minimierung der erforderlichen Bauteilanzahl möglich.To a further preferred embodiment of the invention is provided that at least two signal discs on a single rotatable component a volumetric counter are arranged. In particular, you can while the signal discs are arranged relative to each other, that at the corresponding associated sensors a specific Phase offset of the signals results. By providing a plurality Signaling discs and sensors can correspondingly receive multiple signals with arbitrarily designed pulse-pause ratios and any phase offset be generated. In this way, both the measured value resolution of the Flow meter Adaptable to specific requirements, as well as a recording of the direction of the counter, i. the flow direction of the fluid possible. At a highly preferred Embodiment of the invention, it is also possible, more Signaling to combine a single component, the in this case at the same time as a flag and perforated disc with several concentric arranged signal tracks formed from projections or holes is. In this way, a minimization of the required number of components possible.

Die Signalbildung erfolgt vorzugsweise induktiv, wobei kostengünstige handelsübliche Sensoren zum Einsatz kommen können. Im Zuge einer entsprechenden Ausgestaltung der Erfindung sind die Signalscheiben vorzugsweise aus einem durch induktive Nährungsgeber nachweisbaren Material, insbesonde re aus Chromstahl oder Chrom-Nickel-Stahl in V2A- bzw. V4A-Qualität gefertigt. Alternativ können die Signalscheiben beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium bestehen. Insbesondere beim Vermessen aggressiver Fluide ist die Verwendung widerstandsfähiger, nicht rostender Stahlscheiben als Signalgeber von Vorteil, um eine lange Standzeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu gewährleisten.The Signaling is preferably inductive, with inexpensive commercial sensors can be used. In the course of a corresponding embodiment of the invention, the signal discs preferably from a material detectable by inductive proximity sensors, in particular made of chrome steel or chrome-nickel steel in V2A or Made of V4A quality. Alternatively you can the signal discs consist for example of copper or aluminum. In particular, when measuring aggressive fluids is the use resistant, Stainless steel discs as a signal generator advantageous to a To ensure long life of the device according to the invention.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Signalbildung magnetisch. In diesem Fall sind die Signalscheiben in Teilbereichen magnetisiert oder weisen in Teilbereichen eine magnetisierte Bestückung, insbesondere in Form von Permanentmagneten auf. Die Sensoren sind dabei vorzugsweise als Magnetfeldsensoren ausgebildet. Im Zuge dieser Ausgestaltung können zur Herstellung der Signalscheiben auch Materialien verwendet werden, die sich mit induktiven Nährungsgebern nicht nachweisen lassen, deren Verwendung jedoch mit Blick auf gewisse materialschädigende Eigenschaften des Fluids angezeigt sein kann. Dies gilt insbesondere für die mögliche Verwendung von Signalscheiben aus Kunststoff mit Permanentmagnetbestückung. Auch im Falle magnetischer Signalbildung sind die entsprechenden magnetisierten Teilbereiche der Signalscheiben vorzugsweise volumenproportional ausgebildet.To In a further embodiment of the invention, signal formation takes place magnetic. In this case, the signal discs are in subregions magnetized or have in some areas a magnetized assembly, in particular in the form of permanent magnets. The sensors are preferably designed as magnetic field sensors. In the course of this embodiment can For the production of the signal disks also materials are used, which with inductive feeders can not be proved, but their use with regard to certain material adverse Properties of the fluid may be displayed. This is especially true for the possible Use of plastic signal discs with permanent magnet assembly. Also in Traps of magnetic signal formation are the corresponding magnetized ones Subregions of the signal discs preferably volume proportional educated.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäße Gegenstandes sieht vor, dass die Sensoren jeweils abgedichtet in einen Sensorhalter eingebracht, insbesondere eingeschraubt sind. Das Vorsehen von Sensorhaltern ermöglicht die Verwendung vielfältiger handelsüblicher Sensoren, da auf diese Weise eine Anpassung der Sensorgeometrie an die baulichen Gegebenheiten des Volumenzählers erreicht werden kann. Vorzugsweise sind dabei die Sensorhalter abgedichtet in entsprechenden Bohrungen angeordnet, die in einem vorteilhafterweise ebenen Deckel des Zähler-Gehäuses vorgesehen sind. Eine solche Ausgestaltung zeichnet sich insbesondere durch ein hohes Maß an Variabilität bezüglich der relativen und absoluten Positionierung der Sensoren aus. Auf diese Weise lassen sich bei einer Verwendung einer Mehrzahl von Signalscheiben bzw. -spuren die zugehörigen Sensoren relativ zueinander derartig anordnen, dass einzelne Signalkanäle zueinander einen bestimmten Phasenwinkel aufweisen. Bei einer Verwendung von zwei Signalscheiben bzw. -spuren und entsprechend zwei Sensoren besitzen die Kanäle vorzugsweise einen relativen Phasenwinkel von 90° bei Vorwärts- und 270° bei Rückwärtslauf des Zählers. Anhand der relativen Phasenlage der Kanäle ist damit die Laufrichtung des Zählers angebbar.A development of the subject according to the invention provides that the sensors are each sealed in a sensor holder, in particular screwed. The provision of sensor holders allows the use of a variety of commercially available sensors, since in this way an adaptation of the sensor geometry to the structural conditions of the volume meter can be achieved. Preferably, the sensor holder are sealed arranged in corresponding holes, which are provided in an advantageously flat lid of the meter housing. Such an embodiment is characterized in particular by a high degree of variability with regard to the relative and absolute positioning of the sensors. In this way, when using a plurality of signal disks or tracks, the associated sensors can be arranged relative to one another in such a way that individual signal channels have a specific phase angle relative to one another. When using two signal slices or tracks and correspondingly two sensors, the channels preferably have a relative phase angle of 90 ° at forward and 270 ° at reverse run of the counter. On the basis of the relative phase of the channels thus the direction of the counter can be specified.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse des Sensors selbst als Sensorhalter ausgebildet ist. Die Abdichtung des Sensorgehäuses gegen das Zählergehäuse erfolgt vorzugsweise mittels eines O-Rings, der in einer auf einer Außenumfangsfläche des Sensorhalters vorgesehenen Nut angeordnet ist. Auf diese Weise ist es nach einer äußerst bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung möglich, die Sensorhalter und damit die Sensoren in Richtung ihrer Längsachsen zwecks einer axialen Justage der Sensoren zu verschieben, wodurch ein optimaler sensorabhängiger Schaltabstand gewährleistet ist.A Development of the invention provides that the housing of Sensor itself is designed as a sensor holder. The seal of the sensor housing takes place against the meter housing Preferably, by means of an O-ring, which in a on an outer peripheral surface of the Sensor holder provided groove is arranged. That way is it after a highly preferred Embodiment of the invention possible, the sensor holder and thus the sensors in the direction of their longitudinal axes in order to shift an axial adjustment of the sensors, whereby an optimal sensor-dependent Sensing distance guaranteed is.

Bei den bislang diskutierten Ausgestaltungen der Erfindung sind die Sensoren fluidberührt, d.h. sie tauchen zumindest mit ihrer Vorderseite in das Fluid ein. Nach einer äußerst bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch auch vorgesehen, dass der Sensorhalter als Vollgehäuse ausgebildet ist, so dass sich die Sensorelektronik vollständig im Trockenraum befindet und somit auch bei eingebautem Sensor und fluidbefülltem Zählerinnenraum ausgetauscht werden kann. Bei einer solcher Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, ein Fluid-Fördersystem, bei dem ein Volumenzähler zum Einsatz kommt, anzuhalten und den Zählerinnenraum zu entleeren, bevor ein Austausch oder eine Überprüfung der Sensorelektronik erfolgen kann.at The previously discussed embodiments of the invention are the Sensors in fluid contact, i.e. they at least dive into the fluid with their front side. After a very favorite However, embodiment of the invention is also provided that the Sensor holder as a full housing is formed so that the sensor electronics completely in Drying room is located and thus also with built-in sensor and fluidbefülltem meter interior can be exchanged. In such an embodiment it is not required, a fluid delivery system, at that a volume counter to Insert comes to stop and dump the counter interior, before an exchange or a review of the Sensor electronics can be done.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The The present invention will be described below with reference to exemplary embodiments explained in more detail. The associated Drawings show:

1a eine Schnittansicht eines Ovalrad-Zählers mit in das Zähler-Gehäuse integrierter Meßkammer sowie zwei Sensoren und einer Signalscheibe; 1a a sectional view of an oval wheel counter with integrated into the meter housing measuring chamber and two sensors and a signal disc;

1b eine Draufsicht auf einen dem Volumenzähler der 1a ähnlichen Volumenzähler; 1b a plan view of the volume counter of the 1a similar volume counter;

2a eine Schnittansicht eines Ovalrad-Zählers mit separater Meßkammer sowie zwei Sensoren und zwei Signalscheiben; 2a a sectional view of an oval wheel counter with a separate measuring chamber and two sensors and two signal discs;

2b eine Draufsicht auf einen dem Volumenzähler der 2a ähnlichen Volumenzähler; 2 B a plan view of the volume counter of the 2a similar volume counter;

3a eine Schnittansicht eines Ovalrad-Zählers mit separater Meßkammer sowie zwei Sensoren und einer Signalscheibe; 3a a sectional view of an oval wheel counter with a separate measuring chamber and two sensors and a signal disc;

3b eine Draufsicht auf einen dem Volumenzähler der 3a ähnlichen Volumenzähler; und 3b a plan view of the volume counter of the 3a similar volume counter; and

4 eine Oszilloskop-Darstellung der Sensorsignale eines erfindungsgemäßen Impulsabgriffes mit zwei Sensoren. 4 an oscilloscope representation of the sensor signals of a pulse tap according to the invention with two sensors.

1a zeigt einen Volumenzähler in Form eines Ovalradzählers 1 mit in ein Zähler-Gehäuse 2 integrierter Maßkammer 3. Das Gehäuse 2 weist in seiner Seitenwandung einander diametral gegenüberliegend einen Fluid-Einlaß 2a und einen Fluid-Auslaß 2b auf. Unterhalb eines Meßraumabschlußdeckels 4 sind in an sich bekannter Weise zwei Ovalräder 5, 5' mittels zweier vertikaler drehbar gelagerter Wellen A, A' oder um entsprechende (gehäusefeste) Achsen drehbar gelagert. Das eine Ovalrad 5 weist bezüglich der Oberseite des Meßraumabschlußdeckels 4 einen gewissen Überstand oder eine Verlängerung 6 auf, an dessen Ende eine senkrecht zur Richtung der Wellen A, A' stehende Signalscheibe 7 angeordnet ist, Die Signalscheibe 7 ist im wesentlichen als Kreisscheibe ausgebildet und weist zwei konzentrische Signalspuren auf, die aus Löchern 8 bzw. Vorsprüngen 9 gebildet sind. 1a shows a volumeter in the form of an oval wheel counter 1 with in a meter housing 2 integrated dimensional chamber 3 , The housing 2 has in its side wall diametrically opposite each other a fluid inlet 2a and a fluid outlet 2 B on. Below a measuring chamber cover 4 are in a conventional manner two oval wheels 5 . 5 ' by means of two vertical rotatably mounted shafts A, A 'or rotatably mounted about corresponding (fixed to the housing) axes. The one oval wheel 5 points with respect to the top of the Meßraumabschlußdeckels 4 a certain projection or an extension 6 on, at the end of a perpendicular to the direction of the waves A, A 'signal disk 7 is arranged, the signal disk 7 is formed substantially as a circular disk and has two concentric signal tracks, which consist of holes 8th or projections 9 are formed.

Das Zähler-Gehäuse 2 ist nach oben durch einen ebenen Gehäuse-Deckel 10 verschlossen. In diesem sind in hierfür vorgesehenen Bohrungen zwei Sensorhalter 11, 12 angeordnet. In diese sind induktive Nährungsgeber 13 derart eingesetzt, dass sich die Spitze 14 des Sensors 13 jeweils direkt oberhalb der Signalscheibe 7 im Bereich einer der beiden Signalspuren befindet. Die Sensorhalter 11, 12 weisen oberhalb des Gehäuse-Deckels 10 einen Flansch 15 auf. Zwischen diesem Flansch 15 und der Oberseite 16 des Gehäuse-Deckels 10 ist eine Unterlegscheibe 17 als Abstandsstück eingelegt.The meter housing 2 is up through a flat housing cover 10 locked. There are two sensor holders in the holes provided for this purpose 11 . 12 arranged. In these are inductive Nutritionists 13 used in such a way that the tip 14 of the sensor 13 each directly above the signal disk 7 located in the range of one of the two signal tracks. The sensor holder 11 . 12 point above the housing cover 10 a flange 15 on. Between this flange 15 and the top 16 of the housing cover 10 is a washer 17 inserted as a spacer.

1b verdeutlicht die konzentrische Anordnung der beiden aus Vorsprüngen 9 bzw. Löchern 8 gebildeten Signalspuren der Signalscheibe 7. Die Signalspuren der Signalscheibe 7 weisen eine volumenproportionale Teilung auf. Die Sensorhalter 11, 12 sind so oberhalb der Signalscheibe 7 angeordnet, dass sich ein Sensor oberhalb der inneren und der andere Sensor oberhalb der äußeren Signalspur befindet. Die relative Anordnung der Sensoren ist so gewählt, dass sich der eine Sensor gerade über einer Lücke zwischen zwei Vor sprüngen 9 der Signalscheibe 7 befindet, während der andere Sensor je nach Durchflußrichtung des Fluids sich noch bzw. bereits über einem induktiv detektierbaren Teil 9 der Signalscheibe 7 befindet. Auf diese Weise liefern die beiden Sensoren die in 4 gezeigten Signale, anhand derer sich sowohl die Drehgeschwindigkeit als auch die Drehrichtung des Ovalrades 5 und damit die Durchflußmenge und die Durchflußrichtung des Fluids ableiten lassen. 1b illustrates the concentric arrangement of the two of projections 9 or holes 8th formed signal tracks of the signal disk 7 , The signal traces of the signal disc 7 have a volume-proportional division. The sensor holder 11 . 12 are so above the signal disk 7 arranged that one sensor above the inner and the other sensor is above the outer signal track. The relative arrangement of the sensors is chosen so that the one sensor jumps just above a gap between two ago 9 the signal disk 7 is located, while the other sensor depending on the flow direction of the fluid is still or already over an inductively detectable part 9 the signal disk 7 located. In this way, the two sensors deliver the in 4 shown signals, based on which both the rotational speed and the direction of rotation of the oval wheel 5 and thus to derive the flow rate and the flow direction of the fluid.

Die Verwendung von unterschiedlich dicken bzw. einer Mehrzahl von Unterlegscheiben 17 zwischen Sensorhalter-Flansch 15 und der Oberseite 16 des Gehäusedeckels 10 ermöglichen eine einfache axiale Justage, d.h. ein Verschieben der Sensorhalter 11, 12 in Richtung ihrer Längsachsen und damit eine Justage der Sensoren 13, wodurch ein optimaler Arbeitsabstand der Sensorspitze 14 zur Signalscheibe 7 einstellbar ist.The use of different thickness or a plurality of washers 17 between sensor holder flange 15 and the top 16 of the housing cover 10 allow a simple axial adjustment, ie a displacement of the sensor holder 11 . 12 in the direction of their longitudinal axes and thus an adjustment of the sensors 13 , whereby an optimal working distance of the sensor tip 14 to the signal disk 7 is adjustable.

Bei der hier gezeigten Ausgestaltung der Erfindung existiert neben den beiden Ovalrädern 5, 5' nur ein einziges weiteres bewegtes Bauteil, die Signalscheibe 7, woraus eine besonders einfache Ausgestaltung resultiert.In the embodiment of the invention shown here exists in addition to the two oval wheels 5 . 5 ' only one more moving component, the signal disk 7 , resulting in a particularly simple design.

Durch die Verlagerung des Impulsabgriffs in den Druckausgleichsraum zwischen Meßraumabschlußdeckel 4 und Gehäuse-Deckel 10 lassen sich bedeutende Verbesserungen der Abgriffsgestaltungsmöglichkeiten erzielen, insbesondere erlauben die großzügigen Platzverhältnisse eine hohe Impulszahl mit exakter volumenproportionaler Teilung.By the displacement of the pulse pick-up in the pressure equalization space between Meßraumabschlußdeckel 4 and housing lid 10 Significant improvements in tapping design possibilities can be achieved, in particular the generous space conditions allow a high number of pulses with exact volume-proportional division.

Dadurch bedingt, dass die verwendeten induktiven Sensoren auch eine statische Funktion besitzen, d.h. beliebig lange ein- bzw. ausgeschaltet bleiben, läßt sich auch bei sehr geringen Durchflußmengen (Schleichmengen) eine sichere Sig nalgebung erreichen. Auch ein völliger Stillstand des Volumenzählers wird so sicher erkannt.Thereby conditionally that the inductive sensors used also have a static Have function, i. remain on or off as long as you like, let yourself even at very low flow rates (Creeping quantities) achieve a secure signal. Also a complete standstill of the volumeter is recognized as sure.

Für den Fall, dass die Sensorhalter 11, 12 als Vollgehäuse ausgebildet sind, sind diese oberhalb der Signalscheibe 7 gegen den Zählerinnenraum vollständig abgeschlossen, so dass der Sensor 13 bzw. die Sensorelektronik auch bei laufendem Betrieb des Volumenzählers 1 im fluidgefüllten Zustand ausgetauscht werden kann.In the event that the sensor holder 11 . 12 are designed as full housing, these are above the signal disk 7 Completely completed against the meter interior, leaving the sensor 13 or the sensor electronics even during operation of the volumetric counter 1 can be replaced in the fluid-filled state.

2a zeigt einen Volumenzähler, der in seinem Aufbau im wesentlichen dem in 1a und 1b gezeigten Ovalradzähler entspricht. Allerdings ist hier die Meßkammer 3 nicht in das Zähler-Gehäuse 2 integriert, sondern als separates Bauteil innerhalb des Gehäuses 2 ausgebildet. 2a shows a volumeter, which in its construction essentially the in 1a and 1b corresponds to oval wheel counter shown. However, here is the measuring chamber 3 not in the meter case 2 integrated, but as a separate component within the housing 2 educated.

Auf der Verlängerung 6 des Ovalrades 5 sind zwei Signalscheiben 7, 7' parallel und in einem gewissen Abstand zueinander angeordnet, wobei die obere Signalscheibe 7' einen gegenüber der unteren Signalscheibe 7 verminderten Durchmesser aufweist. Diese Mindermaß der oberen Signalscheibe 7' ist derart gestaltet, dass die Signalspur der unteren Signalscheibe 7 entlang des vollen Umfangs der unteren Signalscheibe 7 freiliegt. Die in den Deckel 10 des Zähler-Gehäuses 2 eingebrachten Sensorhalter 11, 12 sind derart ausgebildet bzw. angeordnet, dass der eine Sensor 13 sich in einem optimalen Arbeitsabstand zur Signalspur der unteren Signalscheibe 7 befindet, während der andere in einem eben solchen Abstand zur Signalspur der oberen Signalscheibe 7' angeordnet ist.On the extension 6 of the oval wheel 5 are two signal discs 7 . 7 ' arranged parallel and at a certain distance from each other, the upper signal disk 7 ' one opposite the lower signal disc 7 reduced diameter. This diminishes the upper signal plate 7 ' is designed such that the signal track of the lower signal disk 7 along the full circumference of the lower signal disk 7 exposed. The in the lid 10 of the meter housing 2 incorporated sensor holder 11 . 12 are formed or arranged such that the one sensor 13 at an optimum working distance to the signal track of the lower signal disk 7 while the other at just such a distance to the signal track of the upper signal disk 7 ' is arranged.

Oberhalb der Meßkammer 3 ist ein Führungsteil 19 mit U-förmigem Querschnitt vorgesehen, das mit den Enden seiner freien Schenkel auf der Oberseite der Meßkammer 3 aufsitzt und in seinem parallel zur Oberseite der Meßkammer 3 ver laufenden Mittelbereich eine Bohrung 20 besitzt, die zur Aufnahme der Verlängerung 6 der Welle A des Ovalrades 5 dient.Above the measuring chamber 3 is a guide part 19 provided with a U-shaped cross-section, with the ends of its free legs on top of the measuring chamber 3 seated and in his parallel to the top of the measuring chamber 3 ver running middle range a hole 20 owns that to take up the extension 6 the shaft A of the oval wheel 5 serves.

2b zeigt die Ausbildung der Signalscheiben 7, 7' als Fahnenscheiben, so dass die Signalspuren durch volumenproportional ausgebildete bzw. angeordnete Vorsprünge 9 gebildet sind. Auch bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Sensorhalter 11, 12 so im Deckel 10 des Zähler-Gehäuses 2 angeordnet, dass ein Sensor über einer Lücke der ersten Fahnenscheibe 7' angeordnet ist, während sich der zweite Sensor noch bzw. bereits teilweise über einem Vorsprung 9 der anderen Fahnenscheibe 7 befindet. 2 B shows the formation of the signal discs 7 . 7 ' as flagstones, so that the signal traces by volume proportional formed or arranged projections 9 are formed. Also in the embodiment shown here are the sensor holder 11 . 12 so in the lid 10 of the meter housing 2 arranged a sensor over a gap of the first flagpole 7 ' is arranged while the second sensor is still or already partially over a projection 9 the other flagpole 7 located.

In einer auf der Außenumfangsfläche der Sensorhalter 11, 12 vorgesehenen Nut ist ein O-Ring 18 angeordnet, der eine Abdichtung zwischen Sensorhalter 11, 12 und dem Deckel 10 des Zähler-Gehäuses 2 bewirkt.In a on the outer peripheral surface of the sensor holder 11 . 12 provided groove is an O-ring 18 arranged, which seals between sensor holder 11 . 12 and the lid 10 of the meter housing 2 causes.

3a zeigt einen Ovalradzähler, der eine Kombination der in den 1a, b und 2a, b gezeigten Systeme darstellt. 3a shows an oval gear meter, a combination of the in the 1a , Federation 2a represents b shown systems.

Der hier gezeigt Volumenzähler 1 weist eine separat innerhalb des Zähler-Gehäuses angeordnete Meßkammer 3 auf und besitzt darüber hinaus eine einzige Signalscheibe 7, die zwei konzentrische Signalspuren aus volumenproportional ausgebildeten bzw, angeordneten Vorsprüngen 9 und Löchern 8 aufweist: Oberhalb der Oberseite der Meßkammer 3 ist ein Führungsteil 19 mit einer Bohrung 20 zur Aufnahme der Verlängerung 6 des Ovalrades 5 vorhanden.The volumeter shown here 1 has a measuring chamber arranged separately inside the meter housing 3 and also has a single signal disc 7 , the two concentric signal traces of volume proportional trained or, arranged projections 9 and holes 8th has: Above the top of the measuring chamber 3 is a guide part 19 with a hole 20 to record the extension 6 of the oval wheel 5 available.

3b zeigt noch einmal die aus 1b bekannte Ausgestaltung der Signalscheibe 7 mit zwei konzentrisch angeordneten Signalspuren in Verwendung bei einem aus 2a bekannten Volumenzähler 1 mit separater Meßkammer 3. 3b shows off again 1b known embodiment of the signal disk 7 with two concentrically arranged signal tracks in use at one out 2a known volume meter 1 with separate measuring chamber 3 ,

4 zeigt die Ausgangssignale zweier Sensoren eines Volumenzählers 1 gemäß den 1a bis 3b, bei dem die Sensoren so angeordnet sind, dass die Sensorsignale eine relative Phasenlage von 90° bei Vorwärtslauf und 270° bei Rückwärtslauf des Volumenzählers 1 besitzen. Bei dem hier gezeigten Messungsbeispiel eilt das Signal S1 des ersten Sensors dem Signal S2 des zweiten Sensors um ein Viertel einer Signal-Periodendauer T voraus, wodurch ein Vorwärtslauf des Volumenzählers 1 angezeigt ist. Bei Rückwärtslauf des Zählers wäre das Signal S2 zusätzlich noch einmal um 180°, d.h. um die Hälfte der Signal-Periodendauer T gegenüber dem Signal S1 verschoben. 4 shows the output signals of two sensors of a volumetric counter 1 according to the 1a to 3b in which the sensors are arranged so that the sensor signals have a relative phase angle of 90 ° for forward rotation and 270 ° for backward rotation of the volumetric counter 1 have. In the measurement example shown here, the signal is in the lead S1 of the first sensor precedes the signal S2 of the second sensor by a quarter of a signal period T, whereby a forward run of the volumetric counter 1 is displayed. When the counter runs backward, the signal S2 would additionally be shifted once again by 180 °, ie by half the signal period T with respect to the signal S1.

Die vorstehend beschriebenen Zeichnungen besitzen lediglich exemplarischen und keinesfalls beschränkenden Charakter. Zusätzlich zu der dargestellten Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Ovalradzählern ist insbesondere auch die Verwendung mit anderen bekannten Typen von Volumenzählern wie beispielsweise Zahnradzählern, Treibschiebern, Bi-Rotor-Zählern und Ringkolbenzählern ohne weiteres möglich.The The above-described drawings are merely exemplary and by no means restrictive Character. additionally to the illustrated use of the device according to the invention at oval wheel meters is in particular also the use with other known types of volumetric meters such as gear counters, drive slides, Bi-rotor meters and rotary piston meters readily possible.

11: Volumenzähler (Ovalradzähler)Volume counter (oval wheel meter)
22: Zähler-GehäuseCounter-housing
33: Meßkammermeasuring chamber
44: MeßraumabschlußdeckelMeßraumabschlußdeckel
5, 5'5, 5 ': Ovalräderoval wheels
66: Verlängerung von 5 Extension of 5
7, 7'7, 7 ': Signalscheiben signal discs
88th: Lochhole
99: Vorsprunghead Start
1010: Gehäuse-DeckelHousing cover
11, 1211 12: Sensorhaltersensor holder
1313: Sensorsensor
1414: Sensorspitzesensor tip
1515: Flanschflange
1616: Oberseite des Gehäuse-Deckels (10)Top of the housing cover ( 10 )
1717: Unterlegscheibewasher
1818: O-RingO-ring
1919: Führungsteilguide part
2020: Bohrungdrilling
A, A'A, A ': Drehachsen/WellenRotational axes / shafts
S1, S2S1, S2: Sensorsignalsensor signal
TT: Signal-PeriodendauerSignal period

Claims

Volume counter ( 1 ) with one inside a housing ( 2 ) arranged measuring chamber ( 3 ), with at least one within the measuring chamber ( 3 ), rotatably mounted and displaceable by a volume flow of a fluid in rotary motion rotor ( 5 . 5 ' ), wherein the measuring chamber ( 3 ) perpendicular to the axis of the rotor ( 5 . 5 ' ) is flowed through by the fluid, and at least one with the at least one rotor ( 5 . 5 ' ) non-rotatably connected signal transmitter, which is directly above the rotor ( 5 . 5 ' ) on an extension of the rotor ( 5 . 5 ' ) outside the measuring chambers ( 3 ), but inside the case ( 2 ) is arranged, as well as with at least one sensor used in a facing the signal generator end wall of the housing ( 13 ) for signal generation, wherein the signal generator as a flat signal disc ( 7 . 7 ' ) with a plurality of discrete, through the sensor ( 18 ) detectable areas ( 8th . 9 ) is formed in the circumferential direction of the signal disk ( 7 . 7 ' ) Have volume-proportional dimensions of different widths and / or distances, so that the non-uniform rotational movement of the rotor due to its training at constant volume flow can be compensated.

Volume meter according to claim 1, characterized in that the signal discs ( 7 . 7 ' ) are formed as flagstones.

Volume meter according to claim 1, characterized in that the signal discs ( 7 . 7 ' ) are designed as perforated discs.

Flow meter according to one of the preceding claims, characterized in that the volume meter ( 1 ) at least two different rotors ( 5 . 5 ' ) having parallel rotor axes, on each of which a signal disk ( 7 . 7 ' ) is arranged.

Flow meter according to one of claims 1 to 4, characterized in that on a single rotor ( 5 ) at least two signal discs ( 7 . 7 ' ) are arranged.

Volume meter according to claim 5, characterized in that the signal discs ( 7 . 7 ' ) to a single component ( 7 ), which at the same time as a flag and perforated disc with concentric signal traces of protrusions ( 9 ) or holes ( 8th ) is trained.

Flow meter according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors ( 13 ) are designed as inductive Nährungsgeber.

Volume meter according to claim 7, characterized in that the signal discs ( 7 . 7 ' ) from a by inductive Nährunggeber ( 13 ) detectable material, in particular special copper or aluminum.

Flow meter according to claim 8, characterized in that the signal discs ( 7 . 7 ' ) made of chrome steel or chrome-nickel steel in V2A or V4A quality.

Flow meter according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sensors ( 13 ) are formed as magnetic field sensors.

Volume meter according to claim 10, characterized in that the signal discs ( 7 . 7 ' ) have discrete ferromagnetic regions.

Flow meter according to claim 10 or 11, characterized in that the signal discs ( 7 . 7 ' ) in some areas have a magnetized assembly, in particular in the form of permanent magnets.

Flow meter according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors ( 13 ) each sealed in a sensor holder ( 11 . 12 ) are introduced, in particular screwed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 2 ) a substantially flat lid ( 10 ) having.

Flow meter according to claim 14, characterized in that the sensor holders ( 11 . 12 ) sealed in the lid ( 10 ) of the housing ( 2 ) mounted holes are arranged.

Flow meter according to claim 15, characterized in that the seal by an O-ring ( 18 ) carried in one on an outer peripheral surface of the sensor holder ( 11 . 12 ) groove is arranged.

Flow meter according to one of claims 13 to 16, characterized in that the sensor holders ( 11 . 12 ) in its longitudinal direction for the axial adjustment of the sensors ( 13 ) are displaceable.

Volume meter according to one of claims 13 to 17, characterized in that the axial adjustment of the sensors ( 13 ) by means of washers ( 17 ), which is between one on the sensor holder ( 11 . 12 ) provided flange ( 15 ) and the top ( 16 ) of the housing cover ( 10 ) are arranged.

Volume meter according to one of claims 13 to 18, characterized in that the sensor housing as a sensor holder ( 11 . 12 ) is trained.

Flow meter according to one of claims 13 to 19, characterized in that the sensor holders ( 11 . 12 ) are formed as a full housing, so that a removal of an electronics of the sensor ( 13 ) with built-in sensor ( 13 ) and fluid-filled meter interior is feasible.

Volume meter according to one of the preceding claims, characterized in that when using a plurality of signal discs ( 7 . 7 ' ) or traces the associated sensors ( 13 ) are arranged relative to each other such that individual signal channels to each other have a certain phase angle.

volume meter according to claim 21, characterized in that by the relative Phasing of the individual channels one Flow direction is detected.

Volume meter according to claim 21 or 22, characterized in that when using two signal discs ( 7 . 7 ' ) or traces and two sensors ( 13 ) the channels have a phase angle of 90 ° in forward and 270 ° in reverse of the counter ( 1 ) exhibit.

Flow meter according to one of the preceding claims, characterized in that the signal disk (s) (n 7 . 7 ' ) is manufactured by laser cutting or are.

Flow meter according to one of the preceding claims, characterized in that the signal disk (s) (n 7 . 7 ' ) is punched or are.