-
Flüssigkeitsdurchsatzmeßgerät Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsdurchsatzmeßgerät.
-
Es sind Flüssigkeitsdurchsatzmeßgeräte bekannt, bei denen durch eine
im Flüssigkeitsstrom liegende Turbine Spannungsimpulse erzeugt werden, welche einen
elektromechanischen Impulszähler betreiben.
-
Die von der Turbine gelieferten Impulse werden in sehr kurze Impulse
umgewandelt und diese einem Untersetzer zugeführt; die an dem Ausgang des Untersetzers
erscheinende geringe Anzahl von Impulsen dient zum Betrieb eines elektromechanischen
Impulszählers.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeitsdurchsatzmeßgerät,
welches den volumenmäßigen Durchsatz mißt, so zu gestalten, daß es eine unmittelbare
Anzeige des gewichtsmäßigen Durchsatzes liefert. Diese Aufgabe wird bei einem Flüssigkeitsdurchsatzmeßgerät
mit einem elektrischen Sender, der Impulse einer durch das zu messende Durchsatzvolumen
der Flüssigkeiten bestimmten Frequenz aussendet und mit einem Impulszähler sowie
einem Zwischenzähler und Sender geschalteten Elektronenuntersetzer ausgerüstet ist,
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Untersetzungsverhältnis des Impulsuntersetzers
elektronisch veränderbar ist und daß die Änderung des Üntersetzungsverhäftnisses
in Abhängigkeit von der Dichte der ru messenden Flüssigkeit derart erfolgt, daß
die Anzahl der von dem Sender ausgesandten, durch das Durchsatzvolumen der Flüssigkeit
bestimmten Impulse in eine Anzahl von Impulsen umgewandelt wird, die die Durchsatzmasse
der Flüssigkeit wiedergibt, so daß am Impulszähler unmittelbar die Durchsatzmasse
der Flüssigkeit ablesbar ist.
-
Nach einer Ausführungsform besteht das Gerät, welches die Division
der Impulszahl durch einen variablen Faktor gestattet, aus einem mit konstanter
Frequenz in veränderlichem Tastverhältnis schwingenden Oszillator sowie aus einer
Elektronenröhre, welche den Durchgang der zu dividierenden Impulse kontrolliert
und Impulse nur während eines bestimmten Schwingungszustandes des Oszillators zuläßt.
-
Vorzugsweise sind die Untersetzer im Fall ihrer Anwendung auf Durchsatzmeßgeräte,
wie sie im vorstehenden beschrieben wurden, binär, und die Schaltung gestattet es,
den Divisionsfaktor der binären Untersetzerkette zwischen 2n r 15 0!o zu verändern,
so daß der Divisionsfaktor N gleich der Zahl der von dem Impulsgeber pro Flüssigkeitsmasseneinheit
erzeugten Impulse ist.
-
Dieses Ergebnis erreicht man dadurch, daß man einen bestimmten Prozentsatz
der aus dem Impuls-
geber kommenden Impulse unterdrückt und den Rest der binären
Untersetzungskette zuführt; das Resultat kann an einem Durchflußanzeigeinstrument
und/oder an einem Zählwerk abgelesen werden: N= S= 2 tl Y t2 wobei 2 = normaler
Divisionsfaktor der binären Kette, t2 = Teilperiode, während welcher die binäre
Kette wirksam ist, tl = Teilperiode, während welcher die Kette unwirksam ist.
-
Der Ausgang des Oszillators mit konstanter Frequenz und variablem
Tastverhältnis t2/tl wird an eine Kathodenfolgerstufe angelegt, welche die negativen
Teilperioden abscheidet, bevor sie an die Kathode der Elektronenröhre gelangen.
Die von dem Impulsgeber kommenden Signale werden nach Verstärkung, Umformung und
Differentiation an das Steuergitter der Röhre geleitet. Die an die Kathode der Röhre
zugeführten Signale machen diese Stufe während der Teilperioden t und t1 wirksam
bzw. unwirksam. Die Schaltung ist so aufgebaut, daß nur während der Teilperioden
t2 an der Anode der Röhre Impulse auftreten, die in der binären Kette untersetzt
werden.
-
Ein größeres Verhältnis t2/tl gestattet, daß ein größerer Prozentsatz
der von dem Impulsgeber erzeugten Impulse auf die binäre Kette kommt mit der Folge,
daß die mittlere Gesamtuntersetzung verringert ist.
-
Im folgenden ist mit Bezug auf die Zeichnungen eine Ausführungsform
der Erfindung näher beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar: Fig. 1 ein Schaltbild
des elektrischen Kreises, der die Variierung des Divisionsfaktors gestattet, Fig.
2 eine Schaltung für die Einstellung des Tastverhältnisses des Oszillators, Fig.
3 ein Diagramm, Fig. 4 ein Blockschema des gesamten Durchflußmeßgerätes.
-
Wie man der Fig. 4 entnehmen kann, umfaßt das Durchflußmeßgerät ein
Flügelrad 20, das im Inneren eines Rohres 10 gelagert ist, durch welches die Flüssigkeit
strömt; das Flügelrad dreht sich um die Achse des Rohres. Es trägt einen Magneten
21 auf einem seiner Schaufelblätter und erzeugt, wenn es durch die vorbeiströmende
Flüssigkeit in Drehung versetzt wird, in einer Spule22 außerhalb des Rohres elektrische
Impulse, deren Frequenz dem volumenmäßigen Flüssigkeitsdurchsatz in dem Rohr proportional
ist. Die Impulse durchlaufen einen Verstärker 23, eine Verformungsstufe 24, eine
Elektronenröhre 25, vier elektronische, binäre Frequenzuntersetzer 26 und einen
Verstärker 27, der ein elektromechanisches Zählwerk 28 antreibt. Wie bereits gesagt,
würde ein solcher Zähler eine volumenmäßige Anzeige des Durchflusses liefern; man
nimmt aber nun Korrekturen in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsdichte vor, die bewirken,
daß das Zählwerk eine gewichtsmäßige Anzeige gibt. Dieses Ziel erreicht man durch
einen Oszillator 29 und einen Kathodenfolger 30, wie sie im folgenden unter Bezugnahme
auf die Fig. 1 beschrieben sind.
-
Die Verformungsstufe 24 besteht aus einem monostabilen Oszillator;
die von dem Verstärker kommenden Impulse werden auf das Gitter 31 des normalerweise
gesperrten Teiles dieses Oszillators abgegeben; von der Anode 33 des normalerweise
gesperrten Teiles des Oszillators werden Impulse nach dem Gitter 32 der Elektronenröhre
geleitet. Bestimmte Impulse werden jedoch von der Elektronenröhre unterdrückt, wie
dies im folgenden beschrieben ist.
-
Der Oszillator 29 ist ein bekannter Multivibrator, der mit veränderlichem
Tastverhältnis Signale an das Gitter 34 des Kathodenfolgers 30 liefert. Das Tastverhältnis
der Signale läßt sich durch ein Potentiometer, das aus einem Widerstand 15 und einem
Laufkontakt 13 besteht, verändern. Der Laufkontakt 13 kann je nach der Dichte der
Flüssigkeit von Hand eingestellt werden; wie die Fig. 2 und 3 zeigen, bewirkt eine
Verstellung des Laufkontaktes 13 Anderungen der Spannungen Eg1 und Eg2, die an den
Gittern der Abschnitte V1 und V2 der Oszillator-Doppelröhre 29 liegen. Die Fig.
3 stellt die Steuerspannungen als Ordinaten in Abhängigkeit von der als Abszisse
aufgetragenen Stellung des Potentiometerlaufkontaktes dar. Die Regelung ist eine
solche, daß bei einer Erhöhung der Flüssigkeitsdichte das Tastverhältnis t2/tl verringert
wird, und umgekehrt. Nach einer anderen Ausführung kann die Stellung des Schleifkontaktes
13 auch automatisch in Abhängigkeit von Dichteänderungen der Flüssigkeit verändert
werden.
-
Die abgeschnittene Wellenform, die aus dem Kathodenfolger 30 kommt,
wird nach Filterung als
Kommutationsspannung an die Kathode 35 der Röhre 25 geführt.
Während der wirksamen Teilperiode t2 ist der Kathodenfolger gesperrt und die Spannung
der Kathode des Kathodenfolgers und der Röhre gegeben durch den Ausdruck R2 ~12
. U.
-
R1 + R2 Die Gleichspannung am Gitter der Röhre ist R3 U R3 + R4 Die
Spannung der Gitterkathode während der Teilperiode t2 ist dabei
Diese Spannung wird so gewählt, daß sie etwa um 11 Volt über der Abschneidespannung
liegt. Wenn während der wirksamen Teilperiode t2 kein Signal an das Gitter 32 der
Röhre gelangt, ist die Röhre 25 gesperrt; ebenso gesperrt ist sie in der Teilperiode
tl, solange keine Impulse von mehr als 11 Volt über der Abschneidespannung an das
Gitter 32 kommen.
-
Wenn der Ausgangsimpuls der Verformungsstufe (Spitzen annähernd +20
Volt) an das Gitter 32 geleitet wird und wenn dieser Impuls in die wirksame Teilperiode
t2 fällt, so führen die Impulsspitzen an dem Gitter 32 die Röhre 25 in ihren leitenden
Bereich über, so daß an ihrer Anode 36 Impulse auftreten, die über die Leitung 37
an den ersten binären Untersetzer 26 übertragen werden (Fig. 4).
-
Dagegen reicht das positive Signal an dem Gitter 32 während der Teilperiode
t1 nicht aus, um die Röhre 25 leitend zu machen, so daß die in die Teilperiode t,
fallenden Signale unwirksam sind.
-
Der Anteil der zu dem Zählwerk 28 gelangenden Signale hängt also
von dem Tastverhältnis des Oszillators 29 ab, welches durch Verstellung des Potentiometers
13 bis 15 regelbar ist. Das Zählwerk 28 ist dadurch imstande, eine gewichtsmäßige
Durchflußanzeige zu geben statt einer volumenmäßigen.
-
Das Zählwerk 38 mit seinem Anzeigeinstrument 39 ist mit dem Ausgang
der ersten Untersetzerstufe 26l verbunden. Das Zählwerk besteht aus einem monostabilen
Oszillator, dem die aus der Untersetzerstufe 261 kommenden Impulse zugeführt werden,
und zwar am Gitter seines normalerweise gesperrten Teiles; das Anzeigeinstrument
ist in dem Anodenkreis dieses normalerweise gesperrten Teiles untergebracht.