DE1498444A1

DE1498444A1 - Stroemungsmengemesser fuer die Messung der Stroemungsmasse

Info

Publication number: DE1498444A1
Application number: DE19651498444
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: MECI MATERIEL ELECT CONTR
Current assignee: MECI MATERIEL ELECT CONTR
Priority date: 1964-08-11
Filing date: 1965-07-16
Publication date: 1969-08-28
Also published as: FR1418879A

Description

Strömungsmengenmesser für die Messung der Strömungsmasse Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stro"mungsmengenmesser, welcher unmittelbar eine Ängabe über die wirkliche Strömungsmenge (oder Strömungsmasse) eines zusammendrückbaren Strömungsmittels liefert, welche somit in Funktion der in diesem Strömungsmittel herrschenden Temperatur- und Druckbedingungen berichtigt ist.
Die Erfindung ist insbesondere auf Ströungsmengenmesser anwendbar, bei welchen ein mit einem an der Leitung vgebrachten, einen Unterdruck erzeugenden Teil kombiniertes Differentialmanometer über einen entsprechenden Wandler die Nodulation eines zu dem Differentialdruck proportionalen elektrischen Signals erzeugt. Dieses Signal wird dann einer Rechenstufe zugeführt, welche ein zu der Quadratwurzel des Eingangssignals proportsonales Ausgangssignal liefert. Dieses letztere Signal ist zu der Strömungsmenge Q des Stro"iungsmittels proportional, welche durch folgende Formel gegeben ist Q = C (m . DP) 1/2 worin a eine Konstante fur eine gegebene Anlage, m die spezifische Masse des Strömungsmittels und DP der Wert des Differentialdrucke ist.
Derartige Strömungsmengenmesser sind Jedoch nicht hinsichtlich der Temperatur- und Druckschwankungen berichtigt, welche auf das Strömungsmittel einwirken und insbesondere den Wert von 1 verändern können.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung bezweckt, diese Lücke durch einfach elektromagsetische und elektronische Einrichtungen auszufüllen, chne dass ein Anslegrechner zur Vornahme Ger Berichtgungen benutzt werden muss.
Der erfindungsgemässe Strömungsmsngenmesser zur Lieferung eines zu der Strymungs@ange eines Strmungsmittels in einer Leitung proportionalem in funktion wenigstens einer der physikaliscnen Henngrössem (Temperatur, Druck) des Strömungsmittels berichtigten elektrischen Signals mit oinem Differentialmanometer, welches mit einen an der Loitung angebrachten einen Unterdruck erzeugenden Teil in Beziehung steht und einen Wandler betätigt, welcher das Trägersignal meduliert, welches von einem Generator in eine kette von elektzenischen Stufen geschickt wird, welche eine Rechenstufe enthält, welche ein zu der Quadratwurzel des auf diese Weise modulierten Eingangssignals proportionales Ausgangssignal liefert, ist wesentlich dadurch gekennzeichnet, dass er wenigstens einen Berichtigungswandler enthält, welcher auf eine der tenngrofisen des Strömungsmittels (Temperatur, Druck) anspricht und zwischen den Generator und die Rechenstufe geschaltet ist und das von ihm empfangene Signal in Funktion dieser teangrosse moduliert.
Der 3Briohtigungswandler ist vorzugsweise in die fette der elektronischen Stufen vor dem Wandler eingeschaltet, welcher das Signal des Generators in Funktion des Differentialdrucks moduliert.
Falls das Ausgangssignal in Funktion der Temperatur- und Druckschwankungen berichtigt werden soll, ist zweckmässig vor dem auf den Differentialdruck ansprechenden Wandler ein erster Wandler vorgesehen, welcher auf den Druck anspricht und das Trägersignal des Generators proportional zu dem Druck moduliert, sowie ein zweiter Wandler, welcher auf die Temperatur anspricht und das Trägersignal umgekehrt proportional zu der Temperatur moduliert.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der auf den Druck ansprechende Wandler durch einen Dif ierentialtransiorma tor mit einem Schiebekern gebildet, welcher durch ein mit der Leitung verbundenes Manometer angetrieben wird und eine in Funktion des Drucke verpnderliche kopplung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung des Traneforaatore erzeugt.
Venn das Trägersignal der Primärwickmlung des Differentialtransformators in Form eines Stroms geliefert wird, liefert dann die Sekund"arwicklung eine in Funktion des Drucks modulierte Spannung.
Der temperaturempfindliche Berichtigungswandler wird vorzugsweise durch eine temperaturempfindliche Sonde gebildet, welche in Wärmeberührung mit dem Strömungsmittel steht und dem Reihengegenkopplungskreis eines Terstarkere angehört, welcher dem Messwandler das Eingangssignal liefert.
Wenn dieser Terstarker zwischen den obigen Differentialtransformator und einen zweiten Differentialtransformator mit Schiebekern geschaltet ist, welcher den von dem Differentialmanemeter betatigtea Messwandler bildet, kann die ausbildung so getroffen werden, dass die von demersten Beriohtigungsdifferentialtransformator gelieferte modulierte Spannung in einen doppelt modulierten Strom umgewandelt wird, welcher der Primärwicklung des Messdifferentialtransformators Zugeführt wird, dessen Sekundärwicklung dann eine dreifach modulierte (proportional su dem Druck, zu dem Differentialdruck und umgekehrt proportional zu der Temperatur) Spannung liefert.
Dieses dem berichtigten ä.psignal entsprechende zusammengesetzte Signal wird dann demoduliert und der Rechenstufe zugeführt, welche aus ihm die Quadratwurzel zieht.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
Fig. 1 ist ein Prinzipschema eines erfindungsgemässen Strömungsmengenmessers.
Fig. 2 zeigt eia Schema einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit mehr einzelheiten.
Fig. 9 ist ein vereinfachter Axialschnitt eines Differentialtransformators.
Fig. 4 idt ein Schaltbild der Berichtigungsstufen. fig. 5 ist ein Schaltbild der Meßstufen.
Pig. 6 ist ein Schaltbild der Rechenstufen.
In Fig. 1 sieht man bei 1 die Leitung, welche in der Richtung des Pfeils F von einem Strömungsmittel durchströmt wird, welches für den Druck und die Temperatur empfindlich sein kann (wie dies insbesondere bei einem Gas der Fall ist).
Die Leitung 1 weist einen einen Unterdruck erzeugenden Teil 2 auf, z.B. eine Blende, so dass ein durch die Rohre + und 5 vor bzw. hiater dem Teil 2 angeschlossenes Differentialmanometer 3 den so erzeugten Differentialdruck DP anzeigen kann. Das differentialmanometer 3 kann durch einen beliebigen bekannten Apparat verwirklicht werden (U-Rohr, Zelle mit verformbaren, z.B. mit Flügsigkeit gefüllten Bälgen).
Das nanometer 3 steuert einen Messwandler Tm, welcher in einem elektrischen Nesskreis liegt, dessen Eingang von einem Generator 6 eine hochstabilisierte Wechselspannung empfängt. Der Generator 6 wird durch Leiter 7 aus einer äusseren Seromquelle gespeist. Hinter dem Xesswandler Tm enthält der Meßkreis eine Verstärkungs- und Demodulationsstufe 8, welche it einer Stuife 9 zur Verstärkung und zum Ausziehen der Quadratwurzel verbunden ist. Das Ausgangssignal der Stufe 9 wird einem Wiedergabegerät zugefuhr"t, z.B. einem in Strömungsmengen geteilten Gatanometer 11.
Um erfindungsgemäss die Angabe der Strymungsmasse zu erhalten, sind, falls gleoichzeitig die Störeinflüsse der Temperatur und des Drucke berichtigt werden sollen, zwei Berichtigungswandler Top und Tct vorgesehen, welche in Reihe zwischen den Block 6 und den Wandler Tm geschaltet sind.
Der Wandler Tcp wird durch ein Menometer 12 (z.B. Membran mit Balgen oder Bourdonrohr) gesteuert, welches den Druck in der Leitung 1 misst. Dieser Wandler, welcher insbesondere durch einen Differentialtransformator gebildet werden und kann, dessen Kopplung zwischen der Primärwicklung/der Sekundärwicklung durch da Manometer 12 verändert wird, ist so ausgebildet, dass er das von dem Generator 6 gelieferte Trägersignal mit konstanten Kenngrössen proportional zu dem Druck P moduliert.
Der Wandler Top bewirkt dann die Druckberichtigung, wie weiter unten ausgeführt.
Der Wandler Tct wird durch einen thermometrischen Teil 13 gesteuert, welcher mit dem Strömungsmittel in der Beitung 1 in Beziehung steht. Der Teil 15 kann durch ein Ausdehnungsthermometer gebildet werden, wobei dann der Wandler Tct ebenfalls durch einen Differentialtransformator gebildet werden kann. Der Teil 13 kann jedoch auch unmittelbar durch einen Widerstand mit einem von null verschiedenen Temperaturkoeffizienten gebildet werden, wobei ez dann mit@@@ Waudler tet zusammenfällt, @@@@@@@ @@@@@@@@nn ein Anpassungskreis @orgeschen ist, aun die Einschaltung dkeses widerstands in de@ Mcsskreis zu ermöglichen. der Wandler Tot ist jedenfalls so ausgebildet, dass er ein ihm zugefährtes stabilisiertes Trägersignal umgekehrt proportional 8 dar Te@peratur T in der Leitung 1 moduliert. Der Wandler Tet bewirkt dann, wie weiter unten ausgeführt, die Temperaturberichtigung der Strömungasmengenmessung.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Wenn zunächst angenommen wird, dass das Strözuzgsmittel in der Leitung 1 unzusammendrückbar ist und dass seine Temperatur konstant bleibt, wird das von dem Generator 6 gelieferte stahilisierte Trägersignal durch den Wandler Tm proportional zu DP moduliert und durch die Stufe 8 demoduliert, und au. der so erhaltenen veränderlichen Gleichspannung wird in der Stufe 9 die Quadratwurzel gesogen.
Unter dieser Bedingungen ist das von der Stufe 9 gelieferte Signal proportional zu DP1/2, 80 dass das Galvanometer 11 eine zu der Strömungsmenge in der Leitung 1 proportionale Anzeige liefert.
Wenn Jetzt angenommen wird, dass das Strömungsmittel n der Leitung t ein zusammendrückbares Gas ist, wird das von dem Wandler Tcp gelieferte Wechselsignal bei einer Änderung des Drucke P proportional su P moduliert, so dass die der Stufe 8 zugeführte Spannung proportional su dem Produkt P . DP ist.
Wenn sich die Temperatur T ebenfalls ändert, wird das von dem Wandler Tot gelieferte Signal infolge der für diesen Wandler vorgesehenen Betriebsbedingungen proportional zu ist moduliert. Da die Wandler Tcp und Tot in Reihe geschaltet sind, ist das dem Wandler Tm gelieferte Signal zu P/! proportional, so dass die Stufe 8 ein zu P . DP/T proportionales Signal empfängt. Unter diesen Bedingungen zeigt das Galvanometer eine su (p . DP/T)1/2 proportionale Spannung an. Diese Funktion ist nun zu der Strömungsmasse proportional. Das Galvanoneter t1 kann daher in Strömungsmasse geeicht werden, da da. von ihm empfangene Signal von den von P und T herrührenden Fehlern berichtigt ist.
In der vorliegenden Beschreibung ist der usdruck "Signal" je nachdem als eine Spannung oder als ein Strom zu verstehen, wobei sich die Wandler wie veränderliche Impedanzen verhalten.
Der erfindungsgemässe Strömungsmengenmesser ermöglicht die Messung der Strömungsmasse mit geringem Aufwand.
Die verwendeten Einrichtungen konnen rein statisch sein, da sie weder Stellmechanismen noch Systeme mit Kräfteausgleich auf zu weisen brauchen, eondern ausser den Wandlern Top und Tot nur transistorbestückte elektronische Schaltungen. Die Lösung, welche vorgesehen ist, um am Ausgang der Stufe 9 ein zu der Strömungsmasse proportionales Signal (insbesondere einen Strom) zu erhalten, ist ausserdem unendlich viel einfacher als die, welche darin bestehen würde, getrennt Gleichsignale herzustellen, welche zu den drei Grössen P, DP und T proportional sind und miteinander mit Hilfe der Techniken der Analogrechaung kombiniert werden.
Wenn einer der Parameter P oder n nicht in Erscheinung tritt, kann natürlich der entsprechende Wandler Top oder Tot fortgelassen werden. Die so ausgebildeten Strömungsmengenmesser, welche nur einen einzigen Berichtigungswandler enthalten, fallen ebenfalls in den Rahmen der Erfindung.
Der Strömungsmengenmesser, dessen allgemeinee Schema in Fig. 2 angegeben ist, entspricht einer bevorsugten Ausführungsform der Erfindung. Er ist zur Lieferung einer Messung der Strömungsmasse bestimmt, welche hinsichtlich der Druck-und Temperaturschwankungen berichtigt ist. In Fig. 2 sind die Teile, welche die gleichen Funktionen wie in Fig. 1 haben, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Bei dieser Ausführungsform ist angenommen, dass der Generator 6 das Erägereignal in Form einer stabilisierten Wechselspannung liefert. Der Generator enthält z.B.
In Reihe eine Induktanz und einen abgestimmten Stromkreis mit einer gesättigten Impedanz. Infolge der Sättigung liefert diese an sich bekannte Schaltung eine praktisch von der Eingangaspanung unabhangige Ausgangswechselspannung.
Der dieser Wechselspannung entsprechende eingeprägte Strom I1 entspricht dem obenerwphnten Trägersignal.
Bei dem betrachteten Beispiel ist das Manometer 12 ein Bourdon- oder Röhrenmanometer. Das Ende des gebogenen Rohres 21 dient zur Steuerung des Wandlers Tcp, welcher durch einen Differentialtransformator 20 mit der Primärwicklung 22, der durch zwei Wicklungen gebildeten Sekundärwicklung 23 und dem magnetischen Schiebekern 24 gebildet wird. Der Kern 24 wird von einem Stab 25 getragen, welcher an einen Arm 26 angelenkt ist, welcher um ein festes Gelenk 27 schwenkbar und bei 28 mit dem Ende des gebogenen Rohres 21 verbunden ist. Zur Erzielung einer zweckmässigen lotrechten Verschiebung des kerns 24 wird der Stab 25 an seinem anderen Ende von einem an einen Festpunkt 31 angelenkten Lenker 29 getragen. Die Lenker 26 und 29 bilden mit dem Stab 25 die Teile eines Gelenkparallelogramms.
Der Differentialtransformator 20 ist so ausgebildet, dass die Verschiebung des Kerns 24 durch das gebogene Rohr 21 des Manometers 12 die Kopplungen zwischen der Primärwicklung 22 und den beiden die Sekundarwickiwig 23 bildenden Wicklungen verandert. Wenn die Kopplungen zwischen diesen beiden Sekundärwicklungen und der Primärwicklung gleich sind, sind die in denbeiden Wicklungen induzierten Spannungen gleich und entgegengesetzt, so dass die Spannung U1 an den Klemmen der Sekundärwicklung 23 null ist.
Wenn der Kern 24 durch die Wirkung des Xanometers 12 aus der der Gleichheit der Kopplungen zwischen den beiden Sekunderwicklungen und der Primarwicklung entsprechenden Stellung gebracht wird, liefert der Transformator 20 eine von null verschiedene Spannung U1. Er ist so ausgebildet, dass die Amplitude dieser Spannung zu der Abweichung aus der obigen Stellung proportional ist, und dass die Phase dieser Spannung #90° gegenüber dem Primärstrom I1 beträgt, Je nach dem Sinn dieser Abweichung. Ferner ist die Amplitude der Ausgangsspannung zu dem als konstant angenommenen Primärstrom I1 proportional.
Unter diesen Bedingungen liefert der durch das Manometer 12 gesteuerte Differentialtransformator 20 eine zu dem Druck P proportionale Wechselspannung U1 Der Wandler Tot fällt hier mit der Thermometersonde 13 zusammen. Diese Teile werden durch einen Widerstand 32 mit einem von null verschiedenen Temperaturkoeffizienten gebildet, welcher in einem Ansatz 33 der Leitung 1 angeordnet ist.
Die Sonde 32 gehört einer Schaltung für totale Gegenkopplung an, welche mit einem Verstärker 34 kombiniert ist, dessen Eingangsklemmen durch die Sekundärwicklung 23 des Differentialtransformators 20 gespeist werden und so die Spannung U1 empfangen.
Die Gegenkopplungsschaltung, in welche der Widerstand 32 geschaltet ist, ist vorzugsweise eine Reihenschlußschaltung am Ausgang des Yerstärkers (totale Gegenkopplung).
Der Verstärker 34 liefert daher einen Strom I2, welcher zu der Eingangs spannung U1 proportional und von der Nutzimpedanz unabhängig ist.
Der Widerstand 32 ist ferner so geschaltet, daee bei einer konstanten Spannung U1 am Eingang des Versta"rkers 3+ sich der Strom 12 umgekehrt proportional zu der absoluten Temperatur des Strömungsmittels in der Leitung 1 ändert.
Da I2 so gleichzeitig zu U1 und 1/T proportional ist, ist der von dem Verstärker 34 gelieferte Strom I2 das Abbild des Yerhaltnissee P/T.
Der Ausgangsstrom I2 des Verstärkers 34 wird der Primärwicklung 37 eines zweiten Differentialtransformators 98 zugeführt, welcher wie der vorhergehende Transformator 20 ausgebildet ist.
Ins besondere der Transformator 38 besitzt eine Sekundärwicklung 39 mit zwei gegeneinandergeschalteten Wicklungen und einen magnetischen Schiebekern 41, welcher von einem ein Gelenkparallelogramm bildenden Gestänge 40, 42, 43 getragen wird. Die Steuerung dieses Gestänges erfolgt durch den Drehzeiger 45 des Differentialmanometers 3.
Die von der Sekundärwicklung 38 gelieferte Vechselspannung U2, welche das Abbild des Produkts P . DP/T ist, wird dem Verstärker und Demodulator 8 zugeführt, welcher dem Eingang des Verstärkers 9 zum Ziehen der Quadratwurzel eine Gleichspannung U3 liefert.
Der Verstarker 9 ist seinerseits durch eine Gegenkopplungsschaltung gekennzeichnet, welche passive Elemente (Kombination von Widerstanden und Dioden) enthält, deren scheinbare Impedanz von dem Ausgangssignal abhängt, wobei diese Schaltung so berechnet ist, dass sich der Ausgangsstrom wie die Quadratwurzel der Eingangsspannung ändert.
Der Verstärker 9 liefert schliesslich dem Galvanometer 11 einen zu der Strömungsmasse proportionalen Strom 13.
Gewisse wesentliche Bentandteile des in Fig. 2 dargestellten Xesegera"ts sollen Jetzt genauer beschrieben werden.
Die Differentialtransformatoren 20 oder 38 tonne zweckmässig in der in Fig. 3 dargestellten Weise ausgeführt werden.
Der Kern 24 (des Transformators 20) befindet sich in einem Isoliergestell 51 mit zwei beiderseits eine. mittleren Bundes 54 angeordneten ringförmigen Ausnehmungen 52, 53 zur Aufnahme der Wicklungen der Primärwicklung 22.
Das Gestell 51 besitzt an den Enden zwei weitere ringförmige Ausnehmungen 55, 56 zur Aufnahme der gegeneinandergeschalteten Wicklungen 67, 68 der Sekundarwiokluvg 23.
Die Anordnung ist von zwei Kappen 57, 58 überdeckt, welche durch Bolzen an den Bund 54 einfassenden Flanschen 59, 60 befestigt sind. Diese anordnung macht die Vorrichtung gegen von Temperaturschwankungen herrührende Dehnungen unempfindlich.
Die Schaltung der Fig. 4 entspricht der durch die Stufe 6, den Differentialtransformator 20 und den Verstärker 34 gebildeten einordnung. Der von der Stufe 6 gelieferte Stroh I1 wird den Primärwicklungen 61, 62 des Transformators 20 über eine Kapazität 63, eine Induktivität 64 und einen Widerstand 65 zugeführt, welche die Schräglage der Kennlinie des Reglers der Stufe 6 entsprechend der Frequenz des an die Leiter 7 angeschlossenen speisenden Netzes berichtigen sollen.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind die beiden Wicklungen 67, 68 der Sekundärwicklung 23 gegeneinander geschaltet und speisen unter der Spannung U1 über einen Widerstand 69 die Primärwicklung 71 des Eingangstransformators 72 des Verstärkers 34. In dem Verstärker 34 sind schematisch bei 73 die eingentlichen Verstärkungsstufen dargestellt, welche z.B. ### drei in Kaskade geschaltete Transistoren und zwei Transistoren einer symmetrischen Leistungsstufe umfassen. Die Stufen 73 werden durch eine der Sekundärwicklung des Transformators 72 angehorendo Wicklung 74 gespeist. Die Ausgangsklemme der Stufen 73 iet bei 75 dargestellt.
Die Vorrichtung 34 enthalt noch eine bei 76 schematisch dargestellte Schaltung zur totalen Gegenkopplung, welche mit der Sonde 32 und der Ausgangsklemme 77 über eig Regelpotentiometer 80 verbunden ist. Die Schaltung 76 ist mit der zweiten dem Sekundärkreis des Transformators 72 angehörend en Wicklung 78 verbunden. Die Wicklung 78 ist gegen die Wicklung 71 geschaltet. Hierdurch wird der Ausgangsetrom 12 durch die Eingangsspannung U1 so gesteuert, dass er von der an die Ausgangsklemmen 75 und 77 der Vorrichtung 34 geschalteten Nutzimpedanz unabhängig wird. Ferner werden hierdurch mögliche Änderungen des Verstärkers 73 ausgeschaltet, welche z.B. von der tritt der Transistoren herr2hren.
In Fig. 5 findet man die Klemmen 75 und 77 wieder, welche die Primarwicklung 35 eines Transformators 36 speisen, welcher aus einem weiter unten erlauterten Grunde eine Nullpunktverschiebung bewirken soll. In Reihe mit der Brimarwicklung 97 sind die Wicklungen 78, 79 der Primärwicklung 37 des Differentialtransformators 38 geschaltet. Der sekundärkeis 39 dieses Transformators enthalt die beiden Wicklungen 81, 82, welche wie oben gegeneinander geechaltet sind, und zwischen welchen die Spannung U2 erscheint.
In eziehung mit dem Transformator 96 ist in Reihe mit der Wicklung 81 eine Zusatzwicklung 83 vorgesehen, welche eine Spannung u liefert, welche von der Stellung des Kerns 41 unabhangig ist und zu der Spannung U2 hinzutritt, welche an die Primärwicklung 84 des Vergleichstransformators 85 angelegt wird, welcher wie der Transformator 72 zwei Sekundärwicklungen 86, 87 besitzt. Die wic@ung 86 beaufschlagt die eigentlichen Verstärkerstufen 88, welche z.B. zwei in Kaskade geschaltete Transistoren umfassen. Der Ausgang der Stufen 88 iet mit einer Demodulationeschaltung verbunden, welche durch eine Gleichrichterbrücke 89 ohne Leckstrom gebildet wird.
Die zweite Wicklung 87 gehört einer Schaltung 91 iiir totale Gegenkopplung an, welche durch ein Potentiometer 92 mit der zu der Eingangsklemme 94 homologen Kleine 93 der Gleichrichterbrücke 89 verbunden ist, welche ebenfalls unter einer Wechselspannung steht.
Die beiden Ausgangsklemmen 95, 96 der Brücke 89 sind an den Schieber 97 eines Potentiometers 98 zur Maßstabsänderung bzw. an den Schieber 99 eines zweiten Potentiometers 48 zur Jullpunkt.einstellung angeschlossen. Der Schieber 99 ist mit dem Potentiometer 98 über einen Widerstand 101 verbunden.
Das Potentiometer 48 wird durch die Sekundärwicklung 46 des Transformators 36 über einen Gleichrichter 47 gespeist, welchem eine Siebschaltung 102 zugeordnet ist.
Die Ausgangsklemmen des Systems, zwischen welchen die Gleichspannung U3 herrscht, sind bei 111 und 112 dargestellt. Zwischen diese Klemmen iet eine Siebkapazität 110 geschaltet.
Die Arbeitsweise ist folgende: Infolge der durch die wicklung 83 zugeführten Zusatz spannung u entspricht die der Primärwicklung 84 zugeführte Vechseispannung einem linearen Teil der Kennlinie des Transformators 38 (von der Sekundärwicklung 39 entsprechend der Stellung des Kerns 41 gelieferte Spannung). Es besteht daher keine Gefahr, das die Vorrichtung als Detektor wirkt.
Die so zwischen die Klemmen 93, 94 der Brücke 89 eingeführte Zusatzgleichspannung G . u (worin G den Terstarkungsfaktor des Verstärkers 88 mit Gegenkopplung bezeichnet), wird mittels des Potentiometers 48 wieder abgezogen, velohes eine entgegengesetzte Gleichspannung liefert. Die Abgleichung dieser beiden Spannungen erfolgt durch den Sohieber 99, welcher. so eingestellt werden muss, dass das Gavanometer 11 in der Ruhestellung auf dem Hullpunkt steht.
Der Sohieber 97 aes Potentiometers 98 geststtet die Verpnderung des Maßstabs und das Potentiometer 92 die Ausscheidung der Streuung des Systems.
In Fig. 6 sieht man bei 111 und 112 die Ausgangsklemmen der Stufen der Fig. 5, welche den Eingangsklemmen des Verstärkers 9 sul Ziehen der Quadratwurzel entsprechen, und an welche die Gleichspannung U3 angelegt wird.
Dieser Verstärker wird durch eine Darlington-Schaltung mit nicht linearen Widerstand gebildet, deren Gegenkopplungskreis durch eine Anordnung von Dioden 113a, 113b, 113c usw. gebildet wird, mit welchen Widerstände 114a, 114b, 115b, 114c, 115c usw. 80 konbiniert sind, dass die scheinbare Impedans eine Funktion des Ausgangssignals ist.
Diese parallel geschalteten Widerstände werden nach Maßgabe der Sperrung der Dioden 113a, 113b usw. ## in Funktion des Ausgangsstroms allmählich in Betrieb genommen.
Die Betriebspunkte des Systems entsprechen daher einer gebrochenen Linie, welche sich dem Umriss einer Parabel anschmiegt, deren Achse der Abszissenachse entspricht, während der gelieferte Strom I3 auf der Ordinatenachse gemessen wird.
Um einen dadurch die Tritt der Kette in der Nähe des Nullpunkts hervorgerufenen Fehler zu vermeiden, wird die theoretische Parabel am Ursprung so verformt, dass sie eine geringe Neigung in der Nähe des Nullpunkts hat. Dies wird mittels der Schaltung erhalten, welche die Widerstände 116, 117 und die an den Eingang geschaltete Zenerdiode 118 enthält. Bei einem geringen Strom ist namlich die Spannung an den Klemmen der Zenerdiode 118 gering, und der Widerstand 116 bildet einen Teil des Gegenkopplungskreises, so dass die Terstärkuag gering ist. Da der Widerstand 117 einen hohen Wert hat, wird bei einer geringen Zunahme des Stroms die Spannung der Zenerdiode 118 erreicht, wodurch die Kennlinie auf die theoretische Parabel übergeht, da die Widerstande 116 und 117 durch die Diode 118 überbrückt werden. Bei 119, 120 sind die Ausgangsklemmen der Stufe 9 dargestellt, zwischen welchen der Gleichstrom I) fliesst, welcher dem Messgalvanometer 11 zugefuhrt wird. Die Klemmenpaare 121, 122, 123 entsprechen Gleichvorspannungen verschiedener Werte.
Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. So kann, obwohl die in Fig. 6 zur Verwirklichung des Systems 9 dargestellten Einrichtungen einer bevorzugten Ausführung entsprechen, auch eine 'beliebige andere Vorrichtung, welche in Bezug auf den Strom ein parabolischee Gesetz darstellt, zum Ziehen der Quadratwurzel des der Spannung U3 entsprechenden Signals benutzt werden

Claims

Patent anspruchs 1.) Durchflussmengenmesser zur Lieferung eines zu der Strömungsmenge eines Strömungsmittels in einer Leitung proportionalen, in Funktion wenigstens einer physikalischen Eenngröese (Temperatur, Druck) des Strömungsmittela berichtigten elektrischen Signals mit einem Differentialmanometer, welches mit einem an der Leitung angebrachten, einen Unterdruck erzeugenden Teil in Verbindung steht und einen Wandler betätigt, welcher das Trägersignal moduliert, welches von einem Generator in eine Kette von elektronischen Stufen geschickt wird, welche eine Rechenstufe enthält, welche ein zu der Quadratwurzel des so modulierten Eingangssignals proportionales Ausgangssignal liefert, gekennzeichnet durch wenigstens einen Berichtigungswandler (Icp oder Tct), welcher auf eine Kenngrösse des Strömungsmittels (Temperatur, Druck) anspricht und zwischen den Generator (6) und die Rechenstufe (9) geschaltet ist und das von ihm empfangene Signal in Funktion dieser Kenngrösse moduliert.
2.) Strömungsmengenmesser nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, dass der Berichtigungswandler (Tcp oder Tct) in die Kette von elektronischen Stufen vor dem Wandler (Tm) eingeschaltet ist, welcher das Signal des Generators (6) in Funktion des Differnntialdrucks moduliert.
3.) Strömungsmengenmesser nach Anspruch 1, bei welchem das Ausgangssignal in Funktion der Druckschwankungen des Stromungsmittels berichtigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das dem auf den Differentialdruck ansprechenden Wandler (Tm0 zugeführte Bingangasignal durch den Berichtigungswandler (Tcp) proportional zu dem Druck moduliert ist.
4.) Strömungsmengenmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Berichtigungswandler (Tcp oder Tct) durch einen Differentialtransformator gebildet wird, bei welchem die Kopplung zwischen der Primärwicklung (22) und der Sekundärwicklung (23) durch einen Schiebekern (24) verändert wird, welcher durch den empfindlichen Teil eines mit der Leitung verbundenen Manometers (12) angetrieben wird.
5.) 8trömungfsmengenmeseer nach Anspruch 1, bei welchem das Ausgangssignal in Funktion der Temperaturschwankungen des Stromungsmittels berichtigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das dem auf den Differentialdruck ansprechenden Wandler (Tm) zugeführte Eingangssignal durch den Berichtigungswandler (cit) umgekehrt proportional zu der Temperatur moduliert ist.
6.) Strömungsmengenmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Berichtigungswandler durch eine temperaturempfindliche Sonde (32) gebildet wird, welche mit dem Stromungsmittel in der Leitung (i) in Wärmeberührung steht und dem Reihenschlussgegenkopplungskreis eines Verstärkers (34) angehört, welcher dem Meßwandler (Tm oder 38) das Eingangssignal liefert.
7.) Stromungsmengenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Nesskreis zwischen dem das Trägersignal erzeugenden Generators (6) und dem Differentialtransformator (38) mit durch den Messwandler m) veranderlicher Kopplung in Reihe einen Differentialtransformator (20) mit durch den Wandler (12) zur Berichtigung der Druckschwankungen veränderlicher Kopplung enthält, wobei dieser Transformator, welcher einen kalibrierten Trägerwechselstrom (I1) empfängt, eine in Funktion des Drucks modulierte Spannung (U1) einen Verstärker (34) mit totaler Gegenkopplung liefert, dessen Gegenkopplungskreis einen temperaturempfindlichen Teil (32) aufweist, dessen Impedanz sich mit der Temperatur andert, wobei dieser Verstärker einen in Funktion des Drucks und der Temperatur modulierten Strom (I2) der Primarwicklung (37) eines Differentialtransformators (38) mit veränderlicher Kopplung liefert, welcher den Nesswandler bildet, und dessen Sekundärwicklung (39) eine Wecheelspannung (u2) liefert, welche dreifach moduliert ist, namlich in Funktion des Drucks, der Temperatur und des Dlfferentialdrucks.
8.) Strömungsmengenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nesawandler (Tm) durch einen Differentialtransformator (38) gebildet wird, dessen Sekundärwicklung (39) mit einer Verstärker- und Demodulatorstufe (8) verbunden ist, welche eine veranderliche Gleichspannung (U3) liefert, wobei der Differentialtransformator auf der Sekundarseite eine Zusatzwicklung (83) aufweist, welche eine Spannung (u) zur Nullpunktererschiebung liefert, welche jenseits der Demodulatorstufen wieder abgezogen wird, derart, dass das System eine lineare Kennlinie besitzt.
9.) Strömungsmengenmesser nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Meßstufen hinter einem Verstärker und Demodulator (8) einen Verstärker (9) zum Ziehen der Quadratwurzel aufweisen, welcher der Rechenstufe entspricht und durch einen Gegenkopplungskreis gebildet wird, dessen scheinbare Impedanz eine Funktion des Ausgangssignals ist und sich so andert, dass der Ausgangsstrom der Quadratwurzel der Eingangsspannung entspricht.
10.) Strömungsmengenmesser nach anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die anordnung (9) zum Ziehen der Quadratwurzel eine Vorrichtung aufweist, welche einen Widerstand (116) enthalt, welcher durch eine Zenerdiode (118) uberbrückt werden kann, derart, dass die Kennlinie der Stufe zur Vermeidung der Lriftfehler al Ursprung eine geringe Neigung hat.