Verfahren zur Siedepunktüberwachung bei wassergekühlten Kernreaktoren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Siedepunktüberwachung
in Systemen variablen Druckes, z.B. wassergekühlten Kernreaktoren. So ist es z.B.
notwendig, bei Druckwasserreaktoren ern Sieden des Kühlmittels zu verhindern, da
eine dabei entstehende Blasen- und Dampfbildung einen unzulässigen Betriebszustand
des Reaktors darstellen würde. Aber auch bei anderen Systemen, die mit erhöhtem
Druck und erhöhter Temperatur arbeiten, z.B. in der chemischen Industrie, kann es
notwendig sein, das Sieden eines Mediums zu verhindern.
Bisher wurde
das Problem des Siedegrenzwertes durch feste Einstellung eines Druckgrenzwertes
gelöst, Da aber diesem Druckgrenzwert nur ein Medetemperaturwert zugeordnet igt,
zeigt sich, daß z.B. bei einer Temperaturerhöhung ein fegt eingestellter. Druckwert
zu niedrig liegt - es würde also das verbotene Sieden eintreten. ä)ie feste Einstellung
eines Druckgrenzwertes ist daher überhaupt nicht anwendbar bei Systemen, die mit
variablen Druck- und Temperaturwerten betrieben werden sollen bzw. tei denen :ächwankungen
dieser Werte auftreten können. Zur Gew*-ihrl eistung der Sicherheit solcher Systeme
wird ein Verfahren zur Überwachung aes Siedepunktes vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß
der Meßwert des jeweiligen Betriebsdruckes entsprechend der Siedepunkt-Druck-Kurve
in einem Rechenwerk in eine der zugehörigen Siedetemperatur entsprechende elektrische
Größe umgewandelt wird, diese als Gollwert einem an sich bekannten Auswerteinstrument,
z.B. einem Grenzwertgeber zugeführt und durch cdenselhen mit einer der lsttemperatur
aes Systems en-tsprechenaen elektrischen Größe unter Abgabe eines für Steuer-oder
Reg elzwecke verwenalaren Signals verglichen wirr. Dies heißt nichts anaeres,-als
daß cler jeweilige Druck des :;,@T stems durch den T@eßwert der jeweils zugehörigen
Siedetemperatur erfaßt wird. Dieser Meßwert wird mit dem Meßwert der Isttemperatur
des S;!stems elektrisch verglichen und daraus ein Signals für Regel- oder Steuerzecke
gewonnen. Der Regler dieses Systems - als solcher kann das Vergleichsgerät für die
beider. genannten Meßwerte bezeichnet werden - arbeitet also mit einem
gleitenden
Sollwert, der der entsprechenden Siedepunkttemperatur des jeweils herrschenden Systemdruckes
entspricht. Für. die Praxis ist es date! zweckmäßig, diese Sollwerte etwas unterhalb
der exakten jeweils zugehörigen Siedetemperatur einzustellen, damit ein Sieden im
System auch bei kleinen Fehlern im Meßs,ystem mit Sicherheit vermieden wird. Das
Herzstück des ganzen Systems ist dabei das Rechenwerk, das die direkt gemessenen
Druckwerte des Systems in elektrische Werte umwandelt, die in ihrer Größe den theoretisch
zugehörigen Siedepunktswerten entsprechen. Zur Druckmessung wird man sich dabei
eifies Manometers bzw. einer Fourdonfeder bedienen, deren Anzeige in an sich bekannter
Weise dem Druck proportional sein kann. Die Vevegung der Bourdonfeder kann nun direkt
auf einen Meßwertumformer, in diesem Fall einem hrehwinkelumsetzer gegeben werden,
dessen Kennlinie der I)rucksieaepunktkcnt l !nie des zu erfassenden Mediums, also
z.B. Wasser, entspricht. Diese Drehwinkelumsetzer können dabei auf induktiver oder
kapazitiver oder rein ohmscher Basis arbeiten. Da es jedoch schwierig ist, bei diesen
Geräten eire solche Kennlinie einzustellen und vor a1 i em eine Cüerung dersellen
praktisch nicht möglich sein Urf'te, ist es zweckmi tig, mit Irehwi nkei umsetzern
linearer Rennlinie zu arbeiten und dafür zwischen Fourdonfeder und Um-Setzer ein
mechanisches ilurvenscheitengetri ete einzusetzen, das zudem gestettet, durch Auswechseln
der Kurvenscheiten ver:chiecene sicher#heitsabst#inde zwischen der angezeigten und
der exakten Siedetemperatur einzustellen. Das nachfolgende Mispiel einer
Anordnung
zur Durchführung des Verfahrens nach dieser Erfindung arbeitet nach dem letztgenannten
Prinzip.Procedure for monitoring the boiling point of water-cooled nuclear reactors
The present invention relates to a method for monitoring boiling points
in systems of variable pressure, e.g. water-cooled nuclear reactors. So it is e.g.
necessary to prevent boiling of the coolant in pressurized water reactors because
the formation of bubbles and steam resulting in an impermissible operating condition
of the reactor would represent. But also with other systems with increased
It can work under pressure and elevated temperature, e.g. in the chemical industry
may be necessary to prevent a medium from boiling.
So far has been
the problem of the boiling limit value through fixed setting of a pressure limit value
solved, but since only one medium temperature value is assigned to this pressure limit value,
shows that e.g. when the temperature rises, a set sweeps. Pressure value
is too low - so the forbidden boiling would occur. ä) the fixed setting
a pressure limit value is therefore not at all applicable to systems with
variable pressure and temperature values are to be operated or which include: fluctuations
these values can occur. To ensure the security of such systems
a method for monitoring aes boiling point is proposed in which, according to the invention
the measured value of the respective operating pressure according to the boiling point-pressure curve
in an arithmetic unit into an electrical one corresponding to the associated boiling temperature
Size is converted, this as a target value to an evaluation instrument known per se,
E.g. a limit value transmitter and by cdenselhen with one of the actual temperature
Aes system corresponds to an electrical variable with the output of a control or
Control purposes using the signal compared confused. This means nothing more than
that the respective pressure of the:;, @ T stems by the T @ eßwert of the respectively associated
Boiling temperature is detected. This measured value is combined with the measured value of the actual temperature
of the S;! stems electrically compared and from this a signal for regulation or control purposes
won. The controller of this system - as such, the comparison device for the
in the. called measured values - works with a
sliding
Setpoint, that of the corresponding boiling point temperature of the prevailing system pressure
is equivalent to. For. in practice it's date! expedient, these setpoints a little below
to set the exact associated boiling temperature, so that boiling in
System is avoided with certainty even with small errors in the measuring system. That
The heart of the whole system is the arithmetic unit that takes the directly measured
Pressure values of the system are converted into electrical values that are theoretically larger in size
correspond to the associated boiling point values. For pressure measurement you will be doing it
eifies manometer or a Fourdon spring, the display of which is known per se
Way can be proportional to the pressure. The movement of the Bourdon tube can now be done directly
to a transducer, in this case an angle converter,
whose characteristic curve is the I) rucksieapunktkcnt l! never of the medium to be detected, that is
e.g. water. This angle converter can be inductive or
work on a capacitive or purely ohmic basis. However, since it is difficult with these
Devices to set such a characteristic curve and make a change beforehand
If this is not practically possible, it is advisable to implement with Irehwi nkei
to work on a linear racing line and to do this between Fourdon spring and converter
to use a mechanical ilurvenscheitengetri ete, which also relocated by replacing
of the curve logs ver: chiecene safety gap between the displayed and
the exact boiling temperature. The following migra of one
arrangement
to carry out the method of this invention operates according to the latter
Principle.
Die Figuren 1 und 2 zeigen in graphischen Darstellungen die theoretischen
Zusammenhänge für das Verständnis des Verfahrens und der technischen Anordnang zur
Durchführung desselben.Figures 1 and 2 show the theoretical in graphical representations
Correlations for the understanding of the process and the technical arrangement for
Implementation of the same.
Die Figuren 3 bis E3 zeigen den schematischen Aufbau einiger möglichen
Anordnungen sowie ein Prinzipschaltbild zur weiteren Erlhuterung des Verfahrens
nach der Erfindung.Figures 3 to E3 show the schematic structure of some possible
Arrangements and a basic circuit diagram to further explain the process
according to the invention.
Die Figur 9 zeigt eine Möglichkeit zur Konstruktion der im Rechenwerk
verwendeten Kurvenscheiben. In Figur 1 ist für das Medium Wasser der Zusammenhang
zwischen Siedetemperatur und Dampfdruck dargestellt. Es ist daraus zu ersehen, daß
für jeden Druck eine bestimmte Siedetemperatur gehört, so ist z.B. die für den Druck
von 55 atü zugehörige Siedetemperatur 270o C. Der Kurvenverlauf ist nicht linear
bei. linear gewählten Maßstäben für Siedetemperatur auf der Abszisse und Dampfdruck
auf der Ordinate.FIG. 9 shows one way of constructing the arithmetic unit
used cams. The relationship for the medium water is shown in FIG
shown between boiling temperature and vapor pressure. It can be seen from this that
For each print a certain boiling point belongs, for example that for the print
of 55 atü associated boiling temperature 270o C. The curve is not linear
at. linearly chosen scales for boiling temperature on the abscissa and vapor pressure
on the ordinate.
In Figur 2 ist ein ähnliches Diagramm dargestellt. Hier ist jedoch
der Kurververlauf linear. Auch die Skala für die Siedetemperatur auf der Abszisse
ist linear angenommen. Dagegen ist die Anordnung der Werte für den Dampfdruck auf
der Ordinate nicht mehr linear. Bis hierher ist dieses Diagramm in Figur 2 also
lediglich
eine Umzeichnung des Diagramms aus Figur 1 mit geradlinigem Verlauf der Kennlinie.
In dieser Figur 2 ist . nun zusätzlich an der rechten Seite eine Ordinate angetragen
mit-den Werten der Thermospannung eines Nickelehrom-Nickelelementes bei 200 C Bezugstemperatur.
Diese Skala ist wiederum linear. Sie zeigt, daß mit steigender Siedetemperatur auch
die Thermospannung linear steigt. Die$e Thermospannung, die an der rechten Ordinate
aufgezeichnet ist, entspricht der Istwert-Temperaturmessung, die für dieses Verfahren
notwendig ist. Wenn-nun aber mit diesem Istwert der in Siedetemperaturwerte, umgerechnete
jeweilige Betriebsdruck verglichen werden soll, so müssen diese Werte der fiktiven
Siedepunkte die gleiche Größe haben, wie wenn die Temperaturen direkt gemessen würden.
Parallel zur Dampfdruckskala wurde daher eine zweite Ordinate gezogen und darauf
die Ausgangsströme des Siedetemperaturrechners aufgetragen. Sie entsprechen genau
jenen, die am Ausgang des dem Thermoelement nachgeschalteten Verstärkers für die
jeweiligen Temperaturwerte entnommen werden können. Es ist daraus zu entnehmen,
daß zwischen dem Dampfdruck und diesen am Ausgang des Rechners benötigten Werten
ein nichtlinearer Zusammenhang besteht. Zur Erfassung dieses Zusammenhanges ist
nun das sogenannte Rechenwerk-vorgesehen. Die Figuren 3 und@4 zeigen zwei Möglichkeiten
für die Umsetzung der durch den Betriebsdruck verursachten Drehbewegung einer Manometerfeder.
in einen entsprechend der Figur 2 auf der linken Ordinate aufgetragenen Verlauf
der
Ausgangsströme. Diese Drehbewegung wird gemäß den Einrichtungen
in Figur 5, 6 und 7 dann in die gewünschten elektrischen Meßgrößen umgewandelt.
Wie bereits erwähnt, wird der nichtlineare , Zusammenhang zwischen Druck- und Ausgangswerten
durch eine Kurvenscheibe ermittelt und der Drehwinkel desselben durch einen linearen
Drehwinkelumformer in die elektrisehen Ausgangsstromwerte umgesetzt. Diese Kurvenscheibe
ist in Figur 3 und 4 mit 4 bezeichnet. Der Betriebsdruck p bewegt die Bourdonfeder
1, die sich mit steigendem Druck streckt, so daß das Ende derselben eine Drehbewegung
um den Winkel tz durchführt. Die Bewegung dieser Feder 1 wird nun über das Hebelgetriebe
aus den Teilen 2, 3 und 21 auf die Kurvenscheibe 4 übertragen. Letztere ist im Punkte
B gelagert. Das Hebelgetriebe ist mit seinem starren Winkelarm 3 im Punkt C drehbar
befestigt. Wenn sich nun die Bourdonfeder mit steigendem Druck streckt, so wird
die Kurvenscheibe 4 um den Winkel /3 nach rechts verdreht. Die auf ihrem Umfang
laufende Rolle R, die am Hebel 5 befestigt ist, gleitet auf ihrem Umfang. Der Hebel
5 beschreibt daher eine Drehbewegung um den Winkel ot und wird dabei durch die Feder
6 immer in Kontakt mit der Kurvenscheibe!.gehalten. Der Drehpunkt A dieses Hebels
5 muß dabei selbstverständlich nicht unbedingt im Mittelpunkt der Bourdonfeder 1
liegen. Der Winkel W ist in dieser Figur nun proportional den Druckwerten, während
der Winkel oL proportional den gesuchten elektrischen Ausgangswerten ist. Figur
4 zeigt eine ähnliche Anordnung des Dnuckmeßwertes und der Kurvenscheibe; lediglich
das Hebelgetriebe ist durch eine Zahnradübersetzung
7 und 8 ereetzt.
Die Wirkung ist praktisch die gleiche. Wie später gezeigt wird, läßt sich die Form
der Kurvenscheibe 4 durch das Übersetzungsverhältnis des Umlenkhebels 3 oder der
Zahnräder 7 und 8 sowie durch die Wahl und Zage der Punkte A und B zueinander variieren.
Die Umsetzung der Drehwinkelwerte c;L des Hebels 5 in entsprechende Stromwerte bzw.
elektrische Größen kann nun mit linearen Drehwinkelumsetzern durchgeführt werden.
Beispiele hierfür sind in Figur 5, 6 und 7 dargestellt. In Figur 5 wird ein Drehwiderstand
10 aus einer Konstantstromquelle 20 mit Strom versorgt. Der Hebel 5 bewegt einen
Schleifer auf diesem Drehwiderstand 10, der von diesem abgegriffene Winkel eL entspricht
dem des Hebels 5 und somit die am Widerstand abgetastete Teilspannung ebenfalls
der Veränderung dieses Winkels ob. Über einen Verstärker 30 wird diese Meßspannung
der Bürde 40 zugeführt. Die daran abfallende Spannung ist daher proportional der
Drehung des Hebels 5. Die Figur 6 zeigt einen Drehwinkelumsetzer auf induktiver
Basis. Der Rollenhebel 5 aus Figur 3 und 4 dreht über seine Achse einen kleinen
Permanentmagneten 11 zwischen den Polschuhen eines magnetischen Kreises 12. Der
in die Polschuhe eingestreute Fluß @p ist bei kleinen Verdrehungen proportional
dem Drehwinkel des Magneten. Dem eingestreuten Fluß jdp wirkt ein Fluß @k entgegen,
den der vom Verstärker 30 gelieferte Ausgangsstrom in einer Kompensationsspule 31
erzeugt. Die Differenz zwischen dem Permanentfluß und dem Kompensationsfluß wird
von einem Flußindikator 22 festgestellt.
Dieser Indikator steuert
wiederum über den Verstärker 30 den Kompensationsstrom i dauernd so, daß der Kompensationsfluß
bis auf einen verschwindend kleinen Rest gleich dem Permanentfluß (p ist. Somit
ist der Drehwinkel ob dem Permanentfluß (p proportional und der Strom i dem Kompensationsfluß
A. -Da aber der Fluß lk dauernd den Yluß 0p kompensiert, ist auch der Ausgangsstrom
fand damit die an die Bürde 40 abfallende Spannung proportional dem Verdrehungswinkeldxdes
Permanentmagneten. iine weitere Möglichkeit zur Drehwi. nkelumsetzung zeigt Figur
7. Diese Einrichtung arbeitet mit einem Waagebalkenkraftvergleich. Die Vprdrehung
des Rollenhebels 5 aus Figur 3 oder 4 wird in eine der Verdrehung proportionale
Federkraft 6 umgesetzt. Diese versucht den Waagehalken 13 auszulenken. Die Bewegungen
dieses Waagebalkens bewirken über den induktiven Abgriff 16 eine Xnderung des Eingangssignals
für den Verst4rker_ 30. Dieser steuert nun einen Strom i i n der Tauchspule 14,
die mit dem Magneten 1 5 in Eingriff steht. Durch diesen Strom in der Tauchspule
14 wird nun ein Gegenmoment erzeugt und der Waagebalken solange in kiöhtung ,einer
Euhelage zurückgeführt, bis das im@Tauchspulensystem 14 erzeugte Drehmoment gleich
dem des von der Feder 6 erzeugten Drehmomenten ist. Der Strom in der Tauchspule
und damit auch die an der Lürde 40 abfallende Spannung sind somit etenfalls proportional.
dem Drehwinkel- dr des Rollenhebels.A similar diagram is shown in FIG. Here, however, the course of the curve is linear. The scale for the boiling temperature on the abscissa is also assumed to be linear. In contrast, the arrangement of the values for the vapor pressure on the ordinate is no longer linear. Up to this point, this diagram in FIG. 2 is merely a drawing of the diagram from FIG. 1 with the characteristic curve running in a straight line. In this figure 2 is. now an ordinate is also plotted on the right-hand side with the values of the thermal voltage of a nickel-chromium-nickel element at 200 ° C. reference temperature. Again, this scale is linear. It shows that the thermal voltage also rises linearly with increasing boiling temperature. The thermal voltage recorded on the right ordinate corresponds to the actual temperature measurement required for this procedure. If, however, the respective operating pressure, converted into boiling temperature values, is to be compared with this actual value, then these values of the fictitious boiling points must have the same size as if the temperatures were measured directly. A second ordinate was therefore drawn parallel to the vapor pressure scale and the output currents of the boiling temperature computer plotted on it. They correspond exactly to those that can be taken from the output of the amplifier connected downstream of the thermocouple for the respective temperature values. It can be seen from this that there is a non-linear relationship between the vapor pressure and these values required at the output of the computer. The so-called arithmetic unit is now provided to record this relationship. Figures 3 and @ 4 show two possibilities for implementing the rotational movement of a manometer spring caused by the operating pressure. in a course of the output currents plotted on the left ordinate in accordance with FIG. 2. This rotary movement is then converted into the desired electrical measured variables according to the devices in FIGS. 5, 6 and 7. As already mentioned, the non-linear relationship between pressure and output values is determined by a cam and the angle of rotation is converted into the electrical output current values by a linear angle converter. This cam is denoted by 4 in FIGS. 3 and 4. The operating pressure p moves the Bourdon tube 1, which stretches with increasing pressure, so that the end of the same performs a rotary movement through the angle tz. The movement of this spring 1 is now transmitted to the cam 4 via the lever mechanism from parts 2, 3 and 21. The latter is stored in point B. The lever mechanism is rotatably attached at point C with its rigid angle arm 3. If the Bourdon tube now stretches with increasing pressure, the cam disk 4 is rotated to the right by the angle / 3. The roller R running on its circumference, which is attached to the lever 5, slides on its circumference. The lever 5 therefore describes a rotary movement through the angle ot and is always kept in contact with the cam disk by the spring 6. The pivot point A of this lever 5 does not necessarily have to be in the center of the Bourdon tube 1. The angle W in this figure is now proportional to the pressure values, while the angle oL is proportional to the electrical output values sought. FIG. 4 shows a similar arrangement of the pressure measurement value and the cam disk; only the lever mechanism is replaced by a gear ratio 7 and 8. The effect is practically the same. As will be shown later, the shape of the cam 4 can be varied by the transmission ratio of the reversing lever 3 or the gears 7 and 8 as well as by the choice and timing of the points A and B to one another. The conversion of the angle of rotation values c; L of the lever 5 into corresponding current values or electrical quantities can now be carried out with linear angle of rotation converters. Examples of this are shown in FIGS. 5, 6 and 7. In FIG. 5, a rotary resistor 10 is supplied with current from a constant current source 20. The lever 5 moves a slider on this rotary resistor 10, the angle eL picked up by this corresponds to that of the lever 5 and thus the partial voltage scanned at the resistor also corresponds to the change in this angle ob . The voltage drop across it is therefore proportional to the rotation of the lever 5. FIG. 6 shows an inductive-based rotary angle converter. The roller lever 5 from FIGS. 3 and 4 rotates a small permanent magnet 11 between the pole pieces of a magnetic circuit 12 on its axis. The flux @p interspersed in the pole pieces is proportional to the angle of rotation of the magnet in the case of small rotations. The interspersed flux jdp is counteracted by a flux @k which the output current supplied by the amplifier 30 generates in a compensation coil 31. The difference between the permanent flow and the compensation flow is determined by a flow indicator 22. This indicator in turn controls the compensation current i continuously via the amplifier 30 in such a way that the compensation flux is equal to the permanent flux (p, except for a negligibly small remainder But the flux Ik constantly compensates for the Yluß 0p, so the output current is also proportional to the twist angle x of the permanent magnet 3 or 4 is converted into a spring force 6 proportional to the rotation, which tries to deflect the balance beam 13. The movements of this balance beam cause the input signal for the amplifier 30 to change via the inductive tap 16. This now controls a current in the plunger coil 14, which with the magnet 1 5 in E is under attack. A counter-torque is now generated by this current in the plunger coil 14 and the balance beam is returned to a balanced position until the torque generated in the plunger coil system 14 is equal to that of the torque generated by the spring 6. The current in the plunger coil and thus also the voltage dropping across the load 40 are therefore proportional in some cases. the angle of rotation dr of the roller lever.
Figur 8 zeigt zur Erlhuterung des gesamten Verfahrens das icha (t-Bild
einer beispielsweisen Anordnung zur Durchführung des selten.
Teil
1-dieses Schaltbildes ist eine Zusammenstellung der Figuren 3 und 6, zeigt also
die Umsetzung des durch die Bourdonfeder., ermittelten Druckwerted in einen der
zugehörigen Siedetemperatur entsprechenden Meßwert, der an den Klemmen 41 und 42
abgenommen werden kann. Dieser Meßwert wird verglichen mit dem tatsächlichen Temperaturwert
des zu überwachenden Systems. IT)i.e Prinzipschaltung eines derartigen bekannten
Temperaturmeßumf'ormers mit Temperaturausgleich ist im Teil 2 dargestellt. Mit 60
ist das Thermoelement bezeichnet. An den Ausgangsklemmen 61 und 62 kann der Meßwert
abgenommen werden. Es ist dies dann der Meßwert für die Isttemperatur. Teil 3 dieser
Figur zeigt als Auswertegerät z.B. einen Grenzwertmelder. T)ie !-Ingangsklemmen
E1 desselben sind mit den Klemmen 41 und 42 des Siedetemperaturrec'.hner s vertunden,
die Eingangsklemmen E 2 mit den Ausgangsklemmen 61 und 62 des Temperaturineßumformers.To explain the entire process, FIG. 8 shows the icha (t-picture of an exemplary arrangement for carrying out the rare. Part 1 of this circuit diagram is a compilation of FIGS The measured value corresponding to the associated boiling temperature, which can be taken from terminals 41 and 42. This measured value is compared with the actual temperature value of the system to be monitored. The thermocouple is designated by 60. The measured value can be taken from the output terminals 61 and 62. This is then the measured value for the actual temperature. Part 3 of this figure shows, for example, a limit indicator as an evaluation device. T) ie! Input terminals E1 of the same are connected to terminals 41 and 42 of the boiling temperature receiver, the input terminals E 2 with the output terminals 61 and 62 of the temperature measuring transducer.
Diese beiden Eingangsklemmen"E1 und E,, sind mit den Widerständen
R1 tzw. R2 verbunden. Die Differenz Z1iJE der an diesen Widerständen abfallenden
Spannungen I11 und IJ2 gelangt zu einem bistabilen Kippverstärker K, der wiederum
ein Schaltsystem S betätigt. Dieses kann für Anzeige- und Jteuerzwecke eingesetzt
werden. Der bistabile Kippverstärker K spricht dabei sofort an, sobald die Spannung
U2 > U1 ist. Die beiden Größen U1 und U? werden also nur relativ miteinander verglichen,
denn eine Grenzwertük,erschreitung kann stattfinden, indem einmal U2 größer oder
aber U1 kleiner wird. Dieser Grenzwertgeber oder -melder spricht also nicht auf
einen festen Grenzwert an sondern auf einen gleitenden, der durch den variablen
Druck des zu überwachenden Systems gegeben ist.
Anstelle der Einrichtung
in Teil 3 kann auch die Einrichtung nach Teil 4 verwendet werden. Hier sind die
Eingänge E1 und E2 mit einem Drehspulenmeßwerk 70 als Vergleichsinstrument verbunden;
dabei wirken die beiden Meßspannungen in Subtraktionsschaltung gegeneinander. Bei
Übereinstimmung derselben wird also auf die Meßspule kein Drehmoment einwirken.
Des Meßwerk 70 ist mit einem verstellbaren Grenzwerteinsteller 71 verbunden, der
ein oder mehrere induktive Abgriffe trägt, die sich ihrerseits gegeneinander verstellen
lassen. Diese Induktionsspulen 73 bilden einen Teil eines hochfrequenten Schwingungskreises,
der nicht näher dargestellt ist. Durchfließt über den Eingang E1 der Ausgangsstrom
des Siedetemperaturrechners das Drehspulenmeßwerk, so wird der Meßwerkzeiger aus
seiner Ruhestellung, der Skalenmitte, in die mit plus bezeichnete Richtung ausschlagen.
Wird über den Eingang E2 das Drehspulenmeßwerk 70 vom Ausgangsstrom des Temperaturmeßwertumformers
entgegengesetzt durchflossen, so wird der Zeigerausschlag des Meßwerkes wieder zurückgehen
und bei Stromgleichheit der beiden Ausgangsströme, die sich dann gegenseitig aufheben,
den Wert Null erreichen. Steilt man nun den Grenzwerteinsteller mit den induktiven
Abgriffen in diese Mittelstellungsnullage, so wird hier bei entgegengesetzt gleich
großen Meßströmen der Grenzwert erreicht und bei größer werdendem Ausgangsstrom
des Temperaturrechners auch überschritten. Beim Irreichen des Grenzwertes en ;koppelt
eine am Meßwertzeiger 72 befestigte (ahne 74 de`n Schwingungskreis am induktiven
Abgriff, wodurch ein dem Iiocnfrequenzoszillator nachgesch--lteter bistabiler Kippverstärker
75 anspricht. Die Grenzwertüberschreitung kann
auch hier wieder
über ein kontaktbehaftetes oder ein kontaktloses Schaltsystem weiter verarbeitet
werden, um die gewünschten Schaltfunktionen zu erfüllen. Nach dieser Darstellung
der funktionellen Zusammenhänge des Verfahrens sei nun auch noch abschließend eire
Möglichkeit zur konstruktiven Austiidung der Kurvenscheibe 4 dargestellt. Die Grundzüge
dieser Konstruktion bzw. die Ermittelung des aktiven hlementes desselben, nämlich
der Rollkurve, sind näher dargestellt. Als erster ist der Drehpunkt A aus Figur
3 eingezeichnet, mit dem Winkel d, , den der Rol.l,enhebel 5 durch sein Entlanglaufen
auf' der Kurvenscheibe 4 beschreibt. Der Anfangsstrahl dieses Drehwinkels oList
mit a bezeichnet. Die Kurvenscheibe mit dem Mittelpunkt 1i ist wie in Figur 3 dargestellt.
Sie dreht sich entsprechend der Hetel übersetzung um den Winkel . Der Anfangsstrahl
dieses Drehwinkels A , der ,jenem des Drehwinkeln o(, entspricht, ist mit b bezeichnet.
Auf einer I?ogenlinie a ist der Winkel otr in Einheiten des Drehwinkelumsetzers
(nicht näher dargestellt) eingeteilt. Der Drehwinkel /ß der Rechenkurvenscheibe
steht in einer starren Beziehung zur Drehbewegung der Bourdonfeder und ist durch
eine Skala e linear in Einheiten des Druckes eingeteilt. Die beiden Skalen d und
e sind durch die in den Figuren 1 und @' dargestellten Kurven in ihrer gegenseitigen
Verknüpfung dargestellt. Mit R ist die Laufrolle des Rollenhebels 5, der im Punkt
A. gelenkig befestigt ist, bezeichnet. -'je rollt auf der hollkurve g ab, die mit
Berücksichtigung des :ibzuges für den Rollenradius aus der konstruktiven aktiven
Rollkurve
f abgeleitet ist. Die Konstruktion dieser Rollkurve
sei nun durch die Ermittlung des Anfangs- und des Endpunktes näher erläutert. Der
Anfangspunkt ist gegeben durch den Schnittpunkt des Anfangsstrahles b des Winkels,/
und des Anfangsstrahles a des Winkels o#,. Der andere Endpunkt W ist gegeben einmal
durch den anderen Begrenzungsstrahl b' des Winkels A' sowie durch die Entfernung
der Laufrolle nach Durchwandern der Wirklinie.c des Rollenhebels bis zum anderen
Begrenzungsstrahl a' des Winkels Die Entfernung dieses Punktes W vom Mittelpunkt
des Winkels wird durch einen Kreisbogen auf den Endstrahl b' des Winkels übertragen.
Dieser Schnittpunkt ist mit E0 bezeichnet. Wie jedoch zu ersehen ist, wird der Endstrahl
b' bei maximalem Ausschlag höchstens die Lage des Anfangsstrahles b einnehmen können
und damit nicht in Berührung mit der Rolle R kommen. Diese Lage des Punktes E0 entspricht
dem Punkt V. Er hat von dem Punkt W die Entfernung VW, d.h. es ist notwendig, diesen
Punkt E0 um diese Entfernung vom Endstrahl h' um den Winkel E zu verschieben, so
daß der wirkliche Endpunkt E in der Entfernung VW vom theoretischen Endpunkt
E0 liegt. Dies bedeutet, daß bei gleichbleibendem Drehwinkel @ der Hollbahnwinkel
er um den Betrag 9 kleiner ist als ß. Die aktive Rollkurve ist also kürzer und reicht
vom Punkt X bis zum Punkt H, auf der Rollkurve f'. Eine Verschiet:ung der wirklichen
Berührungspunkte gegenüber den zunächst rein konstruktiven tritt natürlich auch
bei den die Rollkurve bildenden Zwischenpunkten auf. I@'ür den i-"ndp«rkt 1-;(,
ließe sich eine Vc:rcii ebung vermeiden, wenn der Anfangsstrahl b des Winkels 113
ulArch die beiden Punkte X_und W der Strahlen a unä a' des Winkels <L
laufen
würde. Dies geht jedoch nickt, da sonst zwischen der Rolle R und der Kurvenbahn
Selbsthemmung eintreten würde. Durch Verdnderung der gegenseitigen Lage der Punkte
A und B sowie des Anlaufwinkels t zwischen den Winkels o(.und P sowie durch Änderung
des Übersetzungsverhältnisses am Hebelgetriebe oder Zahnradgetriebe lassen sich
Arbeitsbereich und Meßgenauigkeit der Rollkurve weitgehend einstellen. Wie bereits
eingangs erwähnt, ist es zweckmäßig, die auf diese Weise ermittelten exakten Siedepunktswerte
aus ;;icherheitagründen nicht den M'uswertegeräten zuzuführen, sondern einen 'sogenannten
öicherheitsabstand einzustellen.. Dies ist durch Auswechseln dieser Rollkurve gegen:
eine andere mit vers#choberier Gleitbahn möglich, ohne am gesamten Rechenwerk irgen(ietwas
zu ändern. Durch Versuche kann festgestellt werden, welcher l"@iciierr_ei tsabstana
für die Praxis am günstigsten -ist. Dazu ist es Zweckmäßig, mehrere dieser Kurvenscheiben
auf einer tich.se anzubrin@@en und entweder diese oder lediglich den hollerhebel
5 auf seiner Drehachse seitlich zu verschieben, bis er mit der nächstliegender,
Kurvenscheibe in Eingriff kommt.These two input terminals "E1 and E" are connected to the resistors R1 and R2. The difference Z1iJE between the voltages I11 and IJ2 dropping across these resistors reaches a bistable multivibrator K, which in turn actuates a switching system S. This can be used for display purposes. The bistable multivibrator K responds immediately as soon as the voltage U2> U1. The two quantities U1 and U? are therefore only compared relatively with one another, because a limit value can be exceeded if U2 is greater or less U1 becomes smaller. This limit value transmitter or alarm therefore does not respond to a fixed limit value but to a sliding one, which is given by the variable pressure of the system to be monitored. Instead of the device in part 3, the device according to part 4 can also be used. Here the inputs E1 and E2 are connected to a moving coil measuring mechanism 70 as a comparison instrument; the two measuring voltages act here n in subtraction against each other. If they match, no torque will act on the measuring coil. The measuring mechanism 70 is connected to an adjustable limit value adjuster 71 which carries one or more inductive taps, which in turn can be adjusted relative to one another. These induction coils 73 form part of a high-frequency oscillating circuit, which is not shown in detail. If the output current of the boiling temperature computer flows through the moving coil measuring unit via input E1, the measuring unit will deflect from its rest position, the center of the scale, in the direction marked plus. If the output current of the temperature transducer flows through the moving coil measuring unit 70 in the opposite direction via input E2, the pointer deflection of the measuring unit will decrease again and if the two output currents are equal, which then cancel each other out, will reach the value zero. If you now set the limit value adjuster with the inductive taps in this central zero position, the limit value is reached here with oppositely equal measuring currents and is also exceeded when the output current of the temperature computer increases. If the limit value is not reached, a circuit attached to the measured value pointer 72 (ahne 74) couples the oscillating circuit to the inductive tap, whereby a bistable multivibrator 75 connected downstream of the frequency oscillator responds After this presentation of the functional relationships of the method, a possibility for constructive design of the cam disk 4 will now also be presented in conclusion. The first point of rotation A from Figure 3 is drawn in, with the angle d 1, which the roller lever 5 describes by running along on the cam disk 4. The initial ray of this rotation angle oL is denoted by a with the center 1i is as shown in FIG. It rotates around the angle according to the Hetel translation. The initial ray of this angle of rotation A, which corresponds to that of the angle of rotation o (, is denoted by b. On a line a, the angle otr is divided into units of the angle converter (not shown in detail) a rigid relationship to the rotational movement of the Bourdon tube and is linearly divided into units of pressure by a scale e. The two scales d and e are shown in their mutual connection by the curves shown in Figures 1 and @ ' Roller lever 5, which is articulated at point A. -'je rolls on the roll curve g, which is derived from the constructive active roll curve f, taking into account the: ibzuges for the roll radius. The construction of this roll curve is now through the Determination of the starting and the end point explained in more detail: The starting point is given by the intersection of the starting ray b of the angle, / and the beginning s ray a of the angle o # ,. The other end point W is given once by the other boundary ray b 'of the angle A' as well as by the distance of the roller after passing through the line of action.c of the roller lever to the other boundary ray a 'of the angle transfer an arc of a circle to the end ray b 'of the angle. This point of intersection is labeled E0. As can be seen, however, the end beam b 'will at most be able to assume the position of the initial beam b at maximum deflection and thus not come into contact with the roller R. This position of the point E0 corresponds to the point V. It has the distance VW from the point W, ie it is necessary to shift this point E0 by this distance from the end ray h 'by the angle E, so that the real end point E in the Distance VW from the theoretical end point E0 is. This means that if the angle of rotation @ the Hollbahnwinkel remains the same, it is smaller by the amount 9 than β. The active rolling curve is therefore shorter and extends from point X to point H, on the rolling curve f '. A differentiation of the actual points of contact compared to the initially purely constructive points naturally also occurs at the intermediate points forming the rolling curve. For the point 1 -; (, a Vc: rcii level could be avoided if the initial ray b of the angle 113 ulArch would run the two points X_and W of the rays a and a 'of the angle <L This, however, nods, since otherwise there would be self-locking between the roller R and the cam track. By changing the mutual position of points A and B and the approach angle t between the angles o ( the working range and measuring accuracy of the rolling curve can be largely set. As already mentioned at the beginning, it is advisable not to feed the exact boiling point values determined in this way to the evaluation devices, but to set a so-called safety distance. This is done by replacing them Rolling curve against: another with a ver # choberier slideway possible without changing anything in the entire arithmetic unit. Experiments can determine Which l "@iciierr_ei tsabstana is most favorable for practice. For this purpose, it is advisable to attach several of these cams to one tich.se and to move either these or just the holler lever 5 laterally on its axis of rotation until it comes into engagement with the closest cam.