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Impulszähleinrichtung Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine
Impulszähleinrichtung mit einem Impulszähler, mindestens einem weiteren Impulszähler
oder einem Impulsspeicher und Mitteln zur absatzweisen übertragung des Zählerstandes
des ersten Zählers auf den weiteren Zähler bzw. Speicher, bei der der erste Zähler
durch Impulse beaufschlagt ist, die zeitlich vorzugsweise in unregelmäßiger Folge
auftreten, und bei der ferner Mittel zur Sperrung des Zählvorganges am ersten Zähler
für die Dauer der Übertragung seines Zählerstandes auf den weiteren Zähler oder
Speicher vorgesehen sind.
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Einrichtungen dieser Art sind an sich bekannt. Sie dienen beispielsweise
in Hütten- oder Chemieanlagen zur sogenannten zentralen Meßwerterfassung der Meßwerte
von räumlich verteilt angeordneten Meßstellen, wobei jeder Meßstelle ein Impulsgeber
zugeordnet ist, dessen Impulse gezählt werden. In Anlagen dieser und ähnlicher Art
tritt die Aufgabe auf, die Zählerstände aller vorgesehenen Zähler zu bestimmten
Zeiten, z. B. jede Stunde, gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig auf Magnetband,
Lochkarten od. dgl. zu registrieren bzw. zu speichern, damit sie später der weiteren
rechnerischen Verarbeitung, z. B. zur Durchführung von Wirtschaftlichkeitsberechnungen,
Betriebsabrechnungen od. dgl., zugeführt werden können.
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Zur einwandfreien und störungsfreien Durchführung des Übertragungsvorgangs
ist es in Anlagen dieser Art erforderlich, die jeweiligen Impulszähler, die den
einzelnen Meßstellen zugeordnet sind, für die Dauer der Übertragung ihrer Zählerstände
auf den vorgesehenen Zentralspeicher für jeden weiteren Zählimpuls zu sperren.
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In Einrichtungen dieser Art kann deshalb der Fall eintreten, daß Impulse,
die an sich zu zählen wären, nicht mitgezählt werden. Dieser sogenannte Systemfehler
wird besonders dann als störend empfunden, wenn mit Einrichtungen dieser Art z.
B. der Energieverbrauch einer Betriebsanlage über größere Zeiträume als den zwischen
zwei Übertragungsvorgängen liegenden Zeitraum kontrolliert werden soll. Die auf
Grund der Sperrung des Zählers auftretenden nicht mitgezählten »Verlustimpulse«,
die häufig als sogenannte »Festmengenimpulse« ganz bestimmten »Mengen«-Meßwerten
zugeordnet sind, verursachen dabei beträchtliche Meßfehler.
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Es ist deshalb bereits bekannt, diese Verlustimpulse durch Parallelspeicher,
die gesondert an den einzelnen Meßstellenspeichern vorgesehen sind, festzuhalten
und zwischen den einzelnen übertragungsvorgängen einem Speicher zuzuführen. In solchen
Anordnungen ist der Systemfehler, der in erster Linie von der Anzahl der insgesamt
durchgeführten übertragungsvorgänge an den einzelnen Zählern abhängig und im übrigen
statistisch bedingt ist, beseitigt, jedoch muß eine Verdoppelung des apparativen
Aufwandes in Kauf genommen werden, wobei zudem häufig die zusätzliche. rechnerische
Verarbeitung der Verlustimpulse Schwierigkeiten und einen zusätzlichen Aufwand bereitet.
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Es ist auch bereits bekannt, die Zähler zur Zählung der Impulse komplett
in doppelter Ausführung vorzusehen, wobei beide Zähler zum Zeitpunkt eines Übertragungsvorgangs
ihre Funktionen vertauschen. Der Zähler, dessen Zählerstand jeweils zu übertragen
ist, wird zu Beginn des Übertragungsvorgangs stillgelegt, und der zweite Zähler
tritt an seine Stelle. Der zur Erstellung solcher Anlagen erforderliche Aufwand
ist beträchtlich.
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Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verdoppelung
des Aufwandes in Anlagen dieser und ähnlicher Art zu vermeiden und trotzdem eine
Beseitigung des Systemfehlers herbeizuführen.
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Ausgehend von bekannten Einrichtungen, bei denen die Sperrzeit eines
einzigen in der Einrichtung vorgesehenen Impulszählers kleiner als der kleinste
mögliche Abstand zweier Zählimpulse ist und bei denen ferner Mittel zur Speicherung
eines während der Zählersperrzeit auftretenden Impulses und zur anschließenden Weiterleitung
dieses Impulses in den Zähler vorgesehen sind, wird zur Vermeidung von Verlustimpulsen
erfindungsgemäß eine Einrichtung dieser Art vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet,
daß zusätzlich zu den der Sperrung des Zählvorgangs am ersten Zähler dienenden Schaltmitteln
auch durch 'feile der Zählimpulse steuerbare Mittel zur kurzzeitigen Aufhebung dieser
Sperrung vorgesehen sind.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde,
daß Verlustimpulse bei Anordnungen der erwähnten-Art lediglich dann auftreten, wenn
ein Zählimpuls kurz vor der Betätigung der Sperrmittel des ersten Zählers auftritt
und zum Zeitpunkt des Sperrvorgangs noch andauert, und daß ansonsten Verlustimpulse
in Anlagen, bei denen die Zeitdauer des Übertragungsvorgangs des Zählerstandes des
ersten Zählers auf den Zusatzzähler klein gegen den kleinsten Abstand zweier Zählimpulse
ist, nicht eintreten, so daß7.lediglich Zählimpulse, die in der Umgebung des Sperrzeitpunktes
des ersten Zählers auftreten und die als verstümmelte Impulse nicht gezählt werden,
Fehler bewirken können.
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In Einrichtungen nach der Erfindung werden derartige Fehler dadurch
vermieden, indem beim Auftreten eines Zählimpulses am Anfang des Übertragungszeitintervalls
der Zähler selbsttätig durch Impulssteuermittel noch einmal geöffnet wird, um den
»Verlustimpuls« aufzunehmen. Praktisch bedeuten die Maßnahmen nach der Erfindung
lediglich eine Verkürzung desjenigen Zeitintervalls, das für die Übertragung des
Zählerstandes zur Verfügung steht. Eine solche Maßnahme ist praktisch unkritisch,
so daß bei Einrichtungen nach der Erfindung der systembedingte Integrationsfehler,
unabhängig von der Anzahl der vorgenannten Übertragungsvorgänge, beseitigt ist.
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In der Figur ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel von Einrichtungen
nach der Erfindung schematisch dargestellt.
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In der Figur bezeichnet 1 eine Rohrleitung, die von einem Heizgas
durchströmt ist. Die Durchflußmenge ist an der Meßstelle 2 mittels einer Diüerenzdruckmeßvorrichtung
gemessen. Die dem Differenzdruck entsprechende Kraft ist in an sich bekannter Weise
einer elektrischen Kompensationsmeßeinrichtung 3 zugeführt, die den Momentanwert
dieser Kraft in einen diesem Wert analogen elektrischen Gleichstrom umformt. Es
kann sich dabei um einen an sich bekannten selbsttätigen elektrischen Kraftkompensator
handeln, der bereits einen Strom erzeugt, der der Wurzel aus dem gemessenen Differenzdruck,
d. h. also der durch die Rohrleitung strömenden Gasmenge, proportional ist.
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Der Ausgangsstrom des Kompensators 3 ist über die Leitung 4 einem
Meßgerät 5 zugeführt, das den Momentanwert des Stroms anzeigt. Weiterhin liegt in
Reihe zum Anzeigeinstrument 5 ein Gleichstromzähler 6, der das zeitliche Integral
der durch die Rohrleitung geflossene Gasmenge anzeigt.
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Weiterhin durchfließt der Ausgangsstrom des Kompensators 3 einen Meßmotor
7, dessen Drehzahl dem Strom des Kompensators 3 proportional ist. Der Meßmotor 7
betätigt über ein Getriebe 8 eine Schaltvorrichtung 9.
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Der Schalter der Schaltvorrichtung 9 liegt irn Stromkreis 10 einer
60-V Batterie ll. In Reihe zum Schalter 9 liegt weiterhin die Arbeitswicklung 12
eines Relais sowie der Kondensator 13; zu dem ein hochohmiger Widerstand 14 parallel
geschaltet ist. Mit 15 ist ein normalerweise geschlossener Schalter bezeichnet,
dessen Funktion unten näher erläutert ist.
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Die Arbeitswicklung 12 bildet den Eingangswiderstand der Eingangsstufe
16 einer Zählvorrichtung 17, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß bei Betätigung
des Relais 12 ein Relaisarbeitskontakt am Ausgang der Stufe 16 einen Impuls erzeugt,
der dem Zähler 1.7 zwecks Zählung zugeführt ist. Mit 18 ist eine Steuerungsvorrichtung
bezeichnet, die bei ihrer Betätigung über die Leitung =19 den Schalter 15 öffnet
und damit den Eingang 16 des Zählers für weitere durch "'deh Schalter 9 erzeugte
Zählinipülse sperrt. Andexerßeits. verbindet die Steuerungsvorrichtung 18. den Ausgang
des Zählers 17 über die Leitung 20, 21 mit einem Zentralzähler oder Speicher 22,
so daß eine Übertragung des Zählerstandes des Zählers 17 auf den Zentralzähler 22
möglich ist. Nach Beendigung des Übertragungsvorgangs kann der Zählerstand des Zählers
17 selbsttätig gelöscht werden. Bei der Steuervorrichtung 18 kann es sich um eine
solche handeln, die in Verbindung mit. einem Fahrplansteuerwerk arbeitet oder von
Hand betätigbar ist.
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Die bisher beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Der Kompensator
3 erzeugt einen der durch die Rohrleitung 1 fließenden Menge proportionalen elektrischen
Gleichstrom, der die Drehzahl des Motors 7 steuert. Der Motor 7 betätigt über das
Getriebe 8 den Schaltkontakt 9, wobei angenommen sein soll, daß die Menge, die mit
der Vorrichtung 3 maximal meßbar ist, einen Gleichstrom bewirkt, der den Kontakt
9 z. B. 360mal in der Stunde öffnet und schließt. Es tritt demzufolge - unter der
Voraussetzung, daß die Leitung 1 von der maximal mit der Anordnung momentan meßbaren
Heizgasmenge durchflossen wird - am Eingang des Zählers maximal alle 10 Sekunden
ein Zählimpuls auf.
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Beim Schließen des Kontaktes 9 und geschlossenem Schalter 15 wird
der Kondensator 13 mit der Batterie 11 verbunden, wodurch über die Leitung 10 ein
impulsförmiger Ladestrom fließt, dessen Impulsbreite im wesentlichen durch die durch
die Kapazität 13 und den Widerstand 12 gegebenen Zeitkonstanten bedingt ist und
die unabhängig von der Schließdauer des elektromechanischen Kontaktes 9 ist. Der
Kontakt 9 bleibt beispielsweise unter den gemachten Voraussetzun_gen.6:Sekunden
geschlossen, so daß diese Zeit die minimal auftretende Schließzeit des Kontaktes
darstellt.
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Der Ladestrom am Kondensator 13 bewirkt ein Anziehen des Relais 12,
so daß am Ausgang der Stufe 16 ein Zählimpuls erzeugt wird. Das Relais 12 fällt
dann gegebenenfalls verzögert nach Beendigung des Ladevorgangs am Kondensator 13
unabhängig von der Betätigungsdauer des Kontaktes 9 wieder ab, und es entlädt sich
der Kondensator bei geöffnetem Schalter 9 über den Widerstand 14, so daß bei erneuter
Betätigung des Schalters 9 ein neuer Zählimpuls erzeugt wird.
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Ist die Anordnung so getroffen, daß selbsttätig etwa jede halbe Stunde
eine Übertragung des Zählerstandes des Zählers 17 auf den Zähler 22 durchgeführt
wird, so wird bei Beginn des übertragungsvorgangs der Schalter 15 geöffnet und der
Stand des Zählers 17 in den Speicher 22; z. B. auf Lochkarten, übertragen. Nach
Beendigung des übertragungsvorgangs wird der Schalter 15, der beispielsweise durch
ein Relais betätigt sein kann, wieder geschlossen, so daß der -Zählvorgang erneut
beginnen kann.
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In Anordnungen dieser Ausbildung kann der Fall eintreten, daß kurz
vor Beginn des übertragungsvorgangs, d. h. also kurz vor dem Öffnen des Schalters
15 auf der Leitung 10 infolge Betätigung des Schalters 9 ein Impuls im Aufbau begriffen
ist, der wegen der Betätigung des Schalters 15 nicht mehr imstande ist, das Relais
12 vollständig zu betätigen. Es ist deshalb
das Relais
12 mit einem zusätzlichen Arbeitskontakt 12' ausgerüstet, der beim unvollständigen
Anziehen des Relais die Impulsleitung 10 selbsttätig schließt, so daß eine
einwandfreie Betätigung des Relais 16 herbeigeführt wird. Die Vorderflanke des durch
den Schalter 9 erzeugten Zählimpulses schließt die Leitung 10 über den Kontakt 12'
selbsttätig, wobei der Impuls das Relais selbst für seine Dauer hält. Auch in diesem
Fall wird also das Relais 12 am Ausgang der Stufe 16 einen Zählimpuls erzeugen und
danach selbsttätig wegen Beendigung des Ladevorgangs am Kondensator 13 abfallen
und den Schalter 12' öffnen, so daß nunmehr der Übertragungsvorgang ohne
weitere Störung vor sich gehen kann. Vor dem Auftreten des nächsten Zählimpulses
ist der übertragungsvorgang bereits beendet.
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Wird der Impulskontakt 9 während des übertragungsvorgangs betätigt,
so wird der an sich fällige Zählimpuls gespeichert, d. h., er entsteht erst nach
Beendigung des übertragungsvorgangs durch Rufladung des Kondensators, so daß auch
in diesem Fall ein »Verlustimpuls« nicht entstehen kann.
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Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es selbstverständlich
möglich, die im Ausführungsbeispiel beschriebenen elektromechanischen Schalt- und
Speichermittel durch rein elektronische Mittel zu ersetzen. Im besonderen ist die
Erfindung nicht an die Art der verwendeten Schaltmittel gebunden. Es ist darüber
hinaus auch möglich, den Schalter 12' bzw. die dazu äquivalenten Schaltmittel zur
Aufhebung der Sperrung des Zählers 17 in Abhängigkeit von dem Zählimpuls über gesonderte,
z. B. Verstärker od. dgl. enthaltende Vorrichtungen zu betätigen. Im übrigen ist
die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch nicht an die Art der im Ausführungsbeispiel
beschriebenen Zählimpulserzeugung gebunden. Sie findet bevorzugt überall dort Anwendung,
wo die zu zählenden Impulse in zeitlich unregelmäßiger Folge auf den Zähler einwirken.
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Im übrigen muß die Aufhebung der Zählersperrung bei Einrichtungen
nach der Erfindung nicht notwendig auf die Dauer eines Zählimpulses beschränkt sein.
Vielmehr ist es -z. B. bei der Anordnung nach der Figur auch denkbar, die Zählimpulssperrung
für einen größeren Zeitraum selbsttätig durch einen etwa. am Relais 12 noch nach
Betätigung des Schalters 15 fühlbaren Impuls zu beheben, wobei lediglich dafür gesorgt
sein muß, daß die Dauer des Übertragungsvorgangs klein gegen den kleinsten Impulsabstand
der Zählimpulse gehalten und die Impulssperrung nicht für einen größeren Zeitraum
als diesen Abstand behoben wird.
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Es wäre deshalb beispielsweise möglich, den Schalter 12' bzw. sein
elektronisches Äquivalent durch einen zählimpulsgesteuerten monostabilen Multivibrator
zu betätigen, dessen Zeitkonstante etwas kleiner als der kleinste mögliche Zählimpulsabstand
gewählt ist.