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Vorrichtung zum Justieren von Flüssigkeitszählern Die vorliegende
Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Justieren von Flüssigkeitszählern,
durch die der für den Justiervorgang erforderliche Zeitaufwand verringert und die
Abweichung der Anzeige des justierten Zählers vom Sollwert verkleinert wird.
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Bei einer bekannten Methode wird zur Feststellung des Anzeigefehlers
eines Flüssigkeitszählers eine bestimmte Flüssigkeitsmenge durch den Zähler gegeschickt
und in einem geeichten Behälter aufgefangen. Die Differenz zwischen der vom Zähler
angezeigten Menge und der im Prüfbehälter festgestellten richtigen Menge, ausgedrückt
in »von 100« der richtigen Menge, ergibt den prozentualen Anzeigefehler. Liegt der
Fehler nicht innerhalb der zulässigen Toleranz, so wird die Regulierung am Zähler
verstellt, und die Prüfung beginnt von neuem. Der Reguliervorgang muß unter Umständen,
je nach Erfahrung des Prüfers, mehrmals wiederholt werden, bevor der Zähler richtig
anzeigt, insbesondere dann, wenn alle Prüflinge mit möglichst kleinen Abweichungen
auf einen bestimmten Wert einjustiert werden sollen. Exakte Einjustierung hat den
Vorteil, daß die Fehler bei einer geringeren Zahl von Zählern bei kleinen Durchflüssen
die Fehlertoleranzgrenzen überschreiten.
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Durch das mehrmalige Wiederholen des Justiervorganges ist die Prüfung
nach dem bekannten Verfahren sehr aufwendig, insbesondere auch deshalb, weil für
jeden Prüfer mehrere Prüfstationen bereitgestellt werden müssen, um einigermaßen
wirtschaftlich prüfen zu können. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens
liegt darin, daß die Prüfmengen relativ groß sein müssen, damit sich die nicht zu
vermeidenden Ablesefehler am Zähler und am Meßgefäß nicht so stark auf das Gesamtergebnis
auswirken.
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Es ist bekannt, diese Mängel dadurch zu beseitigen, daß man Zähler
gleichen Typs hintereinanderschaltet und die Drehzahlen der Meßflügel oder davon
angetriebener Teile miteinander vergleicht. Da durch beide Zähler die gleiche Menge
Wasser fließt, laufen alle sich drehenden Teile gleich schnell, wenn die Zähler
den gleichen Fehler aufweisen. Man kann also einen Zähler einjustieren, indem man
seine Drehzahl auf die Drehzahl eines richtig anzeigenden Mutterzählers ab stimmt.
Zur Anzeige der Drehzahlen benutzt eine bekannte Einrichtung hierzu den sogenannten
»strobokopischen Effekt«. Bei dieser Einrichtung trägt ein umlaufendes Teil des
Anzeigewerks des Mutterzählers eine Scheibe, auf der abwechselnd reflektierende
und nicht reflektierende Sektoren angeordnet sind. Der zu prüfende Zähler trägt
an der
gleichen Stelle des Anzeigewerkes die gleiche reflektierende Scheibe wie der
Mutterzähler. Eine Lichtquelle wirft durch ein optisches System einen Lichtstrahl
unter einem bestimmten Winkel auf die Scheibe des Mutterzählers. Der Lichtstrahl
wird intermittierend reflektiert und gelangt über Spiegel und weitere optische Systeme
auf die Scheibe des zu justierenden Zählers. Von der Scheibe des Prüflinge gelangt
schließlich der Strahl in das Auge des Prüfers. Drehzahlgleichheit herrscht, wenn
die Scheibe des zu prüfenden Zählers zu stehen scheint. Dieses Verfahren hat den
Nachteil, daß der Prüfer durch die Lichtblitze, die ständig in sein Auge kommen,
sehr rasch ermüdet und den Bewegungszustand der reflektierenden Scheibe nicht mehr
exakt erkennen kann. Eine genaue Justierung ist dann nicht mehr möglich, insbesondere
hat man keine Gewähr, daß alle Zähler auf den selben Wert einjustiert sind. Dieser
Nachteil tritt um so mehr in Erscheinung, je kleiner die reflektierende Scheibe
ist, weil kleinere Gegenstände naturgemäß schlechter zu erkennen sind als größere.
Die Scheibe kann jedoch aus baulichen Gründen nicht beliebig groß sein, sondern
sie muß in vernünftiger Weise den Dimensionen der übrigen Zählwerksteile angepaßt
werden, weil die Scheibe als Bestandteil des Zählers gelten muß, denn sie wird zweckmäßigerweise
im Zähler bleiben und nach der Prüfung nicht herausgenommen.
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Es ist weiter ein Verfahren bekannt, bei dem von den zu vergleichenden
Zählern Impulse gewonnen werden, die nach geeigneter Umformung jeweils einem Drehelektromagneten,
Schrittmotor od. dgl. zugeführt werden. Beide Drehmagnete arbeiten auf ein mechanisches
Differential, wobei die Drehung des Ausgleichsrades ein Maß für die Drehzahlabweichung
darstellt. Drehzahlgleichheit herrscht, wenn das Ausgleichsrad stillsteht.
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Diese Einrichtung hat folgende Nachteile. Die beiden zu vergleichenden
Zähler laufen naturgemäß nicht phasengleich, so daß sich auch die Schrittmotoren
nicht phasengleich bewegen. Mit anderen Worten, die Schritte des einen Motors beginnen
zu einem anderen Zeitpunkt wie die Schritte des anderen Motors, so daß immer einer
der Motoren in Bewegung ist. Diese Bewegungen werden auch auf das Ausgleichsrad
des Differentials übertragen, so daß auch der mit dem Augleichsrad verbundene Zeiger
niemals stillsteht. Auch bei Drehzahlgleichheit bewegt sich der Zeiger ruckweise
abwechselnd nach links oder nach rechts. Drehzahlgleichheit der beiden Zähler wird
also nicht an einem stillstehenden Zeiger gemessen, sondern muß als Mittelwert aus
den Bewegungen des Zeigers abgeleitet werden.
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Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß der Zeiger bei jedem
Reguliervorgang an einer anderen Stelle steht. Solange die beiden zu vergleichenden
Drehzahlen verschieden sind, läuft das Ausgleichsrad mit dem Zeiger um und kommt
erst bei gleicher Drehzahl zur Ruhe. Da zur Kostenersparnis zweckmäßig möglichst
kurze Prüfzeiten angestrebt werden steht der Zeiger bei jedem Reguliervorgang an
einer anderen Stelle. Die Ruhestellung des Zeigers muß also ständig nach einem anderen
Punkt orientiert werden, was sehr leicht zu Fehlern führen kann, zumal der Zeiger,
wie schon erwähnt, nicht vollkommen zur Ruhe kommt. Weitere Nachteile ergeben sich
daraus, daß die Anzeigevorrichtung einer ständigen mechanischen Abnutzung unterworfen
ist, so daß diese Einrichtung sehr störanfällig ist, was eine ständige Wartung notwendig
macht. Außerdem sind bei dieser Einrichtung teure Verstärkerstufen notwendig, die
die von den Zählern abgeleiteten Impulse für den Antrieb der Schrittmotoren geeignet
machen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Mängel
der bekannten Verfahren zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die von dem richtig
anzeigenden Mutterzähler gewonnenen Impulse zur Fremdsynchronisation eines Oszillographen
verwendet werden, während die Impulse des einzuregulierenden Zählers (Prüflings)
dem Vertikaleingang des Oszillographen zugeführt und auf dem Bildschirm sichtbar
gemacht, z. B. als Zacken geschrieben werden.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Prüfzähler bequem
so einjustiert werden, daß sie alle mit engen Toleranzen den Fehler eines richtig
anzeigenden Mutterzählers aufweisen, d. h. alle geprüften Zähler haben einen Fehler
von z. B.
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+0,1+°-t/o bei dem Durchfluß, bei dem sie einreguliert worden sind
und bei dem der Mutterzähler einen Fehler von + 0,1 +0,1°/o aufweist.
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Diese Genauigkeit ist darauf zurückzuführen, daß auf dem Bildschirm
ein großes Bild erzeugt wird, nach dem der Prüfer bequem und ohne zu ermüden arbeiten
kann. Weiter kann der mit einem Zeiger vergleichbare Zacken nach dem Koordinatenkreuz
des Bildschirmes ausgerichtet werden, so daß auch kleinste Drehzahlunterschiede
vermieden werden.
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Diese Genauigkeit wird noch dadurch erhöht, daß man die Impulse auf
dem Bildschirm vergrößert darstellen kann.
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Im folgenden ist die Erfindung näher beschrieben.
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Die zu vergleichenden Zähler werden hintereinandergeschaltet und als
Maß für die Drehzahl des Meß-
organs dienen Impulse, die von einem Anlaufstern, der
vom Meßorgan über Zahnräder angetrieben wird, zweckmäßig auf fotoelektrischem Wege
abgeleitet werden. Dazu wird ein feines Lichtbündel auf den Anlaufstern geleitet,
dessen Rand zahnradförmig ausgebildet ist, wobei die einzelnen Zähne oder Zacken
mit einem lichtreflektierenden Belag versehen sind.
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Der Stern kann auch völlig aus reflektierendem Material hergestellt
sein. Das von den Zacken reflektierte Licht fällt in ein fotoelektrisches Steuerelement
(Fotodiode, Fotozelle), in dem Fotoströme ausgelöst werden. Die Fotoströme werden
einer elektrischen Schaltung zugeführt, die daraus in an sich bekannter Weise Impulse
von brauchbarer Form und Größe erzeugt. Die Impulse des richtig anzeigenden Mutterzählers
werden zur Fremdsynchronisation eines Kathodenstrahl-Oszillographen benutzt, während
die Impulse des einzuregulierenden Zählers dem Vertikaleingang des Oszillographen
zugeführt und auf dem Bildschirm sichtbar gernacht, z. B. als Zacken geschrieben
werden.
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Bei konstantem Durchfluß haben die vom Mutterzähler abgeleiteten
Impulse bestimmte, zeitlich konstante Abstände bzw. eine bestimmte Frequenz.
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Reguliert man jetzt den Sägezahngenerator des Oszillographen auf eine
etwas tiefere Frequenz ein und überlagert die Impulse des Mutterzählers der von
dem Sägezahngenerator abgegebenen Spannung, so erreicht man eine Zwangssynchronisation
der Sägezahnspannung, die nun in Frequenz und Phase mit den von dem Mutterzähler
abgeleiteten Impulsen übereinstimmt. Das heißt also. daß in jedem Zeitraum zwischen
zwei Impulsen des Mutterzählers, immer mit einem Impuls beginnend und endend, eine
Zeitlinie (in der X-Achse) auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre des Oszillographen
geschrieben wird.
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Die Impulse, die von dem zu prüfenden Zähler abgeleitet werden, braucht
man jetzt nur dem Verstärker des Oszillographen für die Y-Achse zuzuführen und erhält
auf dem Bildschirm einen senkrecht verlaufenden Zacken. Damit ist in eindeutiger
Weise der Zusammenhang zwischen dem zeitlichen Abstand der Impulse des Mutterzählers
und denen des zu prüfenden Zählers hergestellt.
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Abweichungen der Drehzahl des einzuregulierenden Zählers von der
der Drehzahl des richtig anzeigenden Mutterzählers entsprechenden Solldrehzahl zeigen
sich auf dem Oszillographen durch mehr oder weniger schnelles Laufen des Zackens
quer über den Bildschirm, wobei der Lauf von links nach rechts einer zu langsamen
und der Lauf von rechts nach links einer zu schnellen Bewegung des Meßorgans des
einzuregulierenden Zählers entspricht. Es ist in wenigen Sekunden möglich, durch
Verdrehen der Regulierschraube und gleichzeitiges Beobachten des Bildschirmes des
Oszillographen den Zacken zum Stehen zu bringen und damit dem einzuregulierenden
Zähler seine Solldrehzahl zu erteilen.