DE1548638A1 - Vorrichtung zum Messen bzw. UEberwachen von industriellen Verfahrensablaeufen - Google Patents

Description

-δ. οκτ.

The Poxboro Company ■

Poxboro, Mass., USA . 15486^0

Vorrichtung: zum Messen bzw. Überwachen von industriellen Verfahrensabläufen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen bzw. überwachen von industriellen Verfahrenabläufen, wie sie beispielsweise zur Messung der Größe einer primären Verfahrensveränderlichen benutzt wird, wobei jedoch speziell eine Einrichtung .zum Kompensieren von anderen Veränderlichen, d.h. sekundären Verfahrensbedingungen, Vielehe die M.eßergebnisse beeinflussen, vorgesehen ist. Die Erfindung ist im folgenden anhand einer Ausführungsform beschrieben, die ein Instrument zum Messen und Summieren des Durchsatzes von gasförmigen Fluiden durch die Vorrichtung darstellt, wobei als sekundäre Verfahrensveränderliche beispielsweise der in der Rohrleitung herrschende statiscne Druck berücksichtigt werden kann. ■

Der Fluidumdurchfluß wird herkömmlicherweise auf der Basis der Durchsatzmenge gernessen, indem eine Düsen- bzw. ürossolplatte bzw. deren Äquivalent in den Durchfluftstrom eingeschaltet und der durch das Hindurchströmen des Fluidums

009843/0194

durch die Drossel erzeugte Differenzdruck geraessen wird. Falls der Pluidumfluß auch über eine vorgegebene Zeitspanne hinweg integriert werden soll, wird vorzugsweise eine besondere Vorrichtung benutzt, Vielehe den quadratischen Zusammenhang zwischen der Pluidum-Durchsatzmenge una dem Differenzdruck berücksichtigt. Ein besonders zufriedenstellendes Gerät mit einer derartigen speziellen Vorrichtung ist der eine umlaufende Pliehgewichtanordnung verwendende Flüssigkeit-DurchfluBintegrator gemäß der USA-Patentschrift 2 930 231. .

Bei dem in dieser Patentschrift beschriebenen Instrument wird ein dem gemessenen Differenzdruck entsprechendes pneumatisches Drucksignal einem ausbalancierbaren Glied zugeführt, auf welches außerdem eine durch ein umlaufendes Fliehgewicht erzeugte Gegenkraft ausgeübt wird. Dieses Fliehgewicht ist schwenkbar an einem Turbinenrad gelagert, dessen Drehzahl durch das ausbalancierbare Glied derart gesteuert wird, daß die auf dieses Glied einwirkenden Kräfte im Gleichgewicht gehalten"werden. Da die durch das umlaufende Fliehgewicht erzeugte Zentrifugalkraft dem ,uadrat seiner Drehzahl proportional ist, ist die Drehzahl des 'furbinenrads bei stillstehendem ausbalancierbaren Glied unmittelbar der Durchsatzmenge des zu messenden Flui-

009843/0194

BAD ORfGfNAL

dums proportional.. Durch Verbindung der umlaufenden Welle des Turbinenrads mit einer Zählvorrichtung, welche die Gesamtzahl von Umdrehungen dieser Welle anzuzeigen vermag, wird eine Messung des Gesamtvolumens des Flüssigkeitsdur chsatzes über eine vorgegebene Zeitspanne hinweg erzielt.

Zum Summieren des Gesamtdurchsatzes von Gasen, beispielsweise durch eine Gasrohrleitung, liefert der herkömmliche ',luadratwurzel-Flüsslgkeitsdurchsatζ integrator normalerweise keine genauen Ergebnisse, da infolge der Kompressibilität des Gases im allgemeinen Schwankungen im Hassendurchsatz vorhanden sind, die nicht durch das Druckgefälle an der Drossel angezeigt werden. Diese Beschränkung der z.Zt. verfügbaren Geräte hat eine Schwierigkeit aufgeworfen, mit deren Lösung sich die Erfindung befaßt.

Aufgabe der Erfindung ist nil thin die Schaffung eines den bisher verfugbaren Geräten überlegenen i.eßinstruments, mit dessen Hilfe der Durchsatz eines oder mehrerer Gase durch eine-Rohrleitimg unter den typischerweise-bei Rohrleitungen vorherrschenden Bedingungen genau summiert werden kann. Weitere spezielle Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

00 9 843/0194

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Haupt-Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in teilweise auseinandergezogener Darstellung,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht bestimmter Bauteile der erfindungsgemäßen

• Vorrichtung,

Fig. U einen Einzelheiten der Meßbereich-Einstelleinrichtung veranschaulichenden lotrechten Schnitt und

Fig. 5 ein den Kräfteausgleich veranschaulichendes Vektordiagramm.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche Durchfluß-Rohrleitung 10 ) mit einer Drosselplatte 12 dargestellt, zu deren beiden Seiten Leitungen 14 und 16 zur Übertragung des Druckgefälles bzw. Differenzdrucks über die Drossel zur Basis

- { · ■ . eines Heß- und Anzeigeinstruments 20 vorgesehen sind. Die Rohrleitung 10 kann beispielsweise eine Gas-Rohrleitung der Art sein, wie sie üblicherweise zur Förderung von Gas über große Entfernungen hinweg verwendet wird. Im allgemeinen ist eine solche Rohrleitung unter der Erde verlegt, so

109843/0194

daß die Temperatur des strömenden Gases durch die täglichen Temperaturschwankungen nicht wesentlich beeinflußt wird. Die Basis 18 ist mit Hilfe nicht dargestellter, herkömmlicher Mittel unmittelbar neben der Rohrleitung angebaut.

An der Stirnseite des Instruments 20 befindet sich ein beispielsweise sechsstelliger Anzeigezähler 22, welcher eine der Gesamtmenge an Gas, die während einer bestimmten vorhergehenden Zeitspanne durch die Rohrleitung 10 geströmt ist, proportionale Zahl anzeigt. Dieser Zähler wird über ein Getriebe durch ein pneumatisches Turbinenrad 2k (Fig.2 und 3) angetrieben, das seinerseits durch den von einer Drosseldüse 26 kommenden Gasstrom in*Drehung versetzt wird. Wie in der eingangs genannten USA-Patentschrift 2 930 231 näher erläutert ist, wird die Geschwindigkeit des die Turbine beaufschlagenden Gasstroms durch ein nicht dargestelltes pneumatisches Relais geregelt, welches seinerseits auf noch zu beschreibende Meise durch ein Rückkopplungssignal gesteuert wird.

Wie auch aus Fig. 3 hervorgeht, trägt das Turbinenrad 2k eine Fliehgewichtanordnung 28 mit einem waagerechten Arm 30, der mittels eines Quer-Biegestüeks 32 schwenkbar an einem an der Oberseite des Turbinenrads befestigten Anbaublock 3k angebracht ist. An den Enden des Arms 30 sind Fliehgewichte

-6-0098A3/0194

1548628

und 38 vorgesehen, die bei sich drehendem Turbinenrad entsprechende Flieh- bzw. Zentrifugalkräfte erzeugen, welche den Arm 30 gemäß Pig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn um das Q.uer-Biege stück J2 herum zu verschwenken trachten. Die Fliehgewichte 36 und 38 sind zur Gewährleistung eines statischen Gleichgewichts gegenüber der Drehachse des Turbinenrads symmetrisch angeordnet.

Die durch die Fliehgewichte 36 und 38 auf den Arm 30 ausgeübte Zentrifugalkraft erzeugt längs eines lotrecht angeordneten Lagerstifts 40, welcher sich durch die Hitte der Turbinenwelle 42 und eine Öffnung in einem Hahmenglied 44 zu einem an einem waagerechten ausbalancierbaren Glied 48 befestigten Lagersitz 46 erstreckt, eine abwärts gerichtete Kraft. Das rechte Ende des Glieds 48 ist als Bügel 50 aus-. gebildet, dessen Arme eine lo/trechte Stange 52 umgreifen, deren unteres Ende durch die von einer herkömmlichen, in der Basis 18 angeordneten Membrankammer erzeugten Kraft beeinflußt wird. Diese Kraft ist dem durch die Drucksignale von den Leitungen 14 und 16 dargestellten Differenzdruck proportional und trachtet danach, die Stange 52 gemäß Fig. im Uhrzeigersinn um die übliche Druekdichtmembran 54 herum zu verschwenken. Die genaueren Einzelheiten der Membrankammer sind in zahlreichen Vorveröffentlichungen, beispielsweise in der USA-Patentschrift 2 770 258, beschrieben und

-7-009843/0194

8teilen keinen Teil der Erfindung dar.

Das obere Ende der Stange 52 ist flach ausgeschnitten und legt eine lotrechte flache Fläche zur Aufnahme eines Querstücks 56 fest· Dieses Querstück ist seinerseits an zwei lotrecht verlaufenden, biegsamen Streifen 58 befestigt, die in der herkömmlichen A-förmigen Konfiguration gemäß der USA-Patentschrift 2 806 480 angeordnet sind und eine " lotrechte Bewegung der Stange 52 zu verhindern vermögen, jedoch eine geringe Schwenkbewegung um die durch die Dichtmembran 5*4- festgelegte Achse zulassen. Das obere Ende der Stange 52 ist außerdem an einem Kraftübertragungsgelenk 60 befestigt, dessen abwärts abstehende Schenkel 62 mit Hilfe von Biegestücken 63 mit den betreffenden Armen des Bügels $0 verbunden sind« Das Gelenk 60 bildet einen Teil einer bekannten Überbelastungssicherung, welche eine Relativbewegung zwischen der Stange 52 und dem Bügel 50 in dem Fall i zuläßt, daß zufällig der vol^e statische Druck an die Stange 52 angelegt wird. Zum Zweck der Beschreibung kann jedoch angenommen werden, daß das Gelenk 60 starr mit der Stange 52 verbunden ist*

Eine Vorbelastungsfeder 6*4· drängt das Querstück 5^> gemäß Fig. 2 nach links, um die Steifheit einer noch zu erläutern- · * den Biegeanordnung zu überwinden, welche mit dem entfernten

-8-· 009843/0194

Ι 548638

Ende des Glieds 48 verbunden ist. Da die Stange 52 danach trachtet, sich beim Anlegen eines Differenzdrucks im Uhrzeigersinn zu verdrehen, wirkt sie der Kraft der Feder 64 entgegen und vermindert hierdurch die auf das ausbalancierbare Glied 48 ausgeübte längsgerichtete Kraft um einen dem Differenzdruck über der Drossel proportionalen Betrag.

Das ausbalancierbare Glied 48 ist am mittleren Arm einer dreiteiligen Biegeanordnung 66 befestigt. Diese Anordnung entspricht in ihrer Arbeitsweise der in der deutschen Patentschrift.... (Akt—Z. P 49 597 IXc/42m) beschriebenen und bezüglich Konstruktion und Arbeitsweise genau erläuterten Vorrichtung.

Kurz gesagt, sind die AuSenarme 68 und 70 der Anordnung 66 einstückig mit einem gemeinsamen Kopfteil 72 ausgebildet und an ihren anderen Enden mit Hilfe von Biegestücken 74 ) bzw. 76 an einstückig mit dem fiahmen ausgebildeten Haltern 78 bzw. 80 befestigt« Der Mittelarm 82 ist mit Hilfe eines Biegestücks 84 mit dem ausbalsncierbaren Glied 48 und mit Hilfe eines weiteren Biegestücks 86 mit dem iCopf-.teil 72 verbunden. Ein pneumatischer Balgen 88 erzeugt eine aufwärtsgerichtete Kraft an den Außenarmen 68 und 70, ' welche diese Arme sowie den Mittelarm 82 um die durch die Biegestücke 74, 76 und 84 gebildete Schwenkachse herum

-9-009843/0194

zu verschwenken trachtet. Diese in Fig. 3 Übertrieben groß dargestellte Schwenkbewegung erfolgt normalerweise mit einem maximalen Ausschlag von etwa 5° gegenüber der Waagerechten,

Unmittelbar oberhalb des ausbalancierbaren Glieds 48 ist eine herkömmliche pneumatische Detektordüse 90 angeordnet, die über die übliche, nicht dargestellte Querschnittsdrossel mit unter Druck stehendem Gas beschickt wird, so daß sich"" der Düsen-Gegendruck bei sehr kleinen Änderungen der Ausrichtung des ausb&löAcierlHEen Glieds if-8 ändert, wenn sich letzteres um die unteren Enden der Schenkel 62 verschwenkt. Bekanntlich wird der volle Bereich der Gegendruckschwankungen bei derartigen "Düsen-Klappen"-Meßvorrichtungen bei einer Klappenbewegung, d.h. einer lotrechten Bewegung des Glieds 48, von weniger als etwa 0,025 mm erreicht. Dieser Gegendruck wird an das nicht dargestellte, übliche pneumatische Heiais angelegt, dessen Ausgang den Gasdurchsatz durch die I

Drosseldüse 26steuert und hierdurch die Drehzahl des Turbinenrads 24 auf den V/ert regelt, bei welchem ein Gleichgewicht aller auf das Glied 48 einwirkenden Kräfte, erzielt wird.

Wie erwähnt, übt der lotrechte Stift 40 eine abwärts gerichtete Kraft auf das ausbalancierbare Glied 48 aus. Wegen der

-000843/0194 ..

versetzten Stellung des Quer-Biegestücks 32 gegenüber den Fliehgewichten % und 38 ist dies selbst bei stillstehender Turbine 2k- der Pail. Der Ausgleich der'durch den Stift 40 auf das Glied 48 ausgeübten abwärts gerichteten statischen Kraft erfolgt durch eine am Rahmenglied 44 befestigte Zugfeder 9I. Wenn sich das Instrument in Betrieb befindet und die auf das ausbalancierbare Glied 48 einwirkenden Kräfte ausgeglichen sind, ist gemäß Fig. 5 die gesamte waagerechte Kraft F-j in Abhängigkeit vom Winkel O der Biegeanordnung 66 gegenüber der Waagerechten auf die gesamte lotrechte Kraft Fy. bezogen, d.h. es ist Fy=F_H tang ö. In diesem Gleichgewichtsfall ist der resultierende Vektor der Kräfte F-^ und F^ gleich und entgegengesetzt der gesam-.ten Gegenwirkkraft R, die im Mittelarm 82 der Biegeanordnung erzeugt wird.

Der V/inkel β der Biegeanordnung 66 wird durch einen Balgen 88 gesteuert, dessen Druck durch eine noch zu beschreibende Servoeinrichtung in Abhängigkeit vom statischen Druck in der Rohrleitung 10 eingestellt wird. Genauer gesagt, wird der statische Druck über eine Leitung 92 an ein druckempfindliches Wendelglied 94 artgelegt, das in seinem Inneren von einem an einem Anbaublock mit einem Gegengewicht 96 befestigten Biegestück getragen wird. Diese Halterungsanordnung ermöglicht, daß sich das freie Ende der Wendel 94 bei

• - -11-

009843/0134

Änderungen des angelegten Drucks zu drehen vermag. An diesem freien Ende ist gemäß Fig· 2 ein waagerechter Arm 98 angebracht, an dem eine einen Mitnehmer 102 tragende Ein- , stellschraube 100 befestigt ist. Am Mitnehmer 102 1st ein biegsamer Draht-104 befestigt, der sich lotrecht aufwärts zu einem Teil106 (Pig. 4) erstreckt, welcher waagerecht bewegbar in einem Schlitz 108 in einem zweiten, parallel zum Arm 98 verlaufenden Arm 110 geführt ist. λ

Dieser zweite Arm 110 stellt einen Teil eines L-förmigen Hebels 112 dar, der unter Ermöglichung einer geringfügigen Verdrehbewegung um eine im rechten Winkel zum einen Ende des Arms 110 verlaufende waager echte Achse durch <4uer-Biegestücke 114 verschwenkbar gehaltert 1st. Am anderen Ende des Arms 110 ist eine Zugfeder 116 angebracht, die sich aufwärts zum Kopfteil 72 der Biegeanordnung 66 erstreckt und auf diesen eine der Aufwärtskraft des Balgens 88 entgegengesetzte abwärts gerichtete Kraft ausübt, i

Das hintere Ende des Hebels 112 ist mit einem aufrechtstehenden Lappen 118 versehen, der als Klappe für eine Detektordüse 120 dient _a die über die nicht dargestellte, übliche Querschnittsdrossel mit unter Druck stehendem Gas beschickt wird. Die Düse 120 ist außerdem mit Hilfe nicht dargestellter * Einrichtungen derart mit dem Balgen 88 verbunden, daß

■ -12-

009843/0194 "

1548628

letzterer den Düsen-Gegendruck empfängt, welcher eich bei geringen Schwankungen des Abstands zwischen der Düse und dem Lappen 118 ändert.

Der an die Wendel 94 angelegte statische Druck trachtet danach, den Arm 98 In Abwärtsrichtung zu verdrehen, und erzeugt hierbei eine Kraft, welche den oberen Arm 110 um die Achse der Quer-Biegestücke 114 abwärts zu ziehen trachtet. Hierdurch wird der Lappen 118 dichter an die Düse 120 · herangebracht, so daß sich der Düsen-Gegendruck und folglich auch der im Balgen 88 herrschende Druck erhöht. Demzufolge wird die Biegeanordnung 66 um die Achse 74, 76 und 84 herum aufwärts bewegt und die Spannung an der Feder 116 erhöht, deren Kraft sich schließlich der über den Draht 104 an den Arm 110 angelegten erhöhten Kraft angleicht. Die Feder 116 besitzt im wesentlichen lineare Federkennung, so daß bei Kräftegleichgewicht die Durchbiegung der Biegean-Ordnung 66 dem statischen Druck der Rohrleitung 10 proportional ist. Da der Winkel 0 der Biegeanordnung ziemlich klein ist, ist er im wesentlichen der lotrechten Durchbiegung des Kopfteils 72 proportional und ist seine Tangente, ausgedrückt in Radianten bzw. Bogeneinheiten, im wesentlichen gleich dem Winkel selbst.

Gemäß Fig. 3 ist eine Servo-lullfeder 111 zur Einstellung

-13-009843/019 4

des anfänglichen Winkels des Arms 110 vorgesehen. Diese Feder greift an einem einen Teil des Arms 110 bildenden, abwärts abstehenden Lappen l.lOa an und trachtet danach, den Arm 110 um die Querbiegestücke 114 in solcher Richtung zu verdrehen, daß der Lappen 118 gegen die Düse 120 bewegt wird, wodurch die durch die Wendel 94 erzeugte Kraft unterstützt wird. Die Feder 111 ist zum Ausgleich der Spannung der Feder 116, welche die Biegeanordnung 66 unter die g waagerechte Stellung abwärts zu ziehen trachtet, und außerdem zum Ausgleich für den Atmosphärendruck von normaler-

weise 1 kg/cm eingestellt, indem sie die anfängliche Stellung der Biegeanordnung 66 um .einen von der Arbeitsspanne des Instruments abhängigen Winkel über die Waagerechte einstellt.

Im folgenden ist die Gesamt-ArbeitsWeise des Instruments beschrieben. Eine dem Differenzdruck über die Drossel 12 entsprechende Kraft F. wird durch die Stange 52 in waage- " rechter Richtung auf das ausbalancierbare Glied 48 ausgeübt, dessen Gleichgewichtslage durch automatische Einstellung einer durch den Kraftstift 40 auf es ausgeübten lotrechten Hückkopplungskraft F_f, aufrechterhalten wird, welche von der durch die Fliehgewichte 36 und 38 erzeugten Zentrifugalkraft erhalten wird. Wie erwähnt, wird das Verhältnis zwischen den waagerechten und lotrechten Kräften durch den

BAD 00984 3/0194

Winkel O der Biegeanordnung 66 bestimmt, der seinerseits dem an die Wendel 9k angelegten statischen Leitungsdruck P proportional ist, d.h. es ist F-, = P, tang ö. Da tang 0 = kj^Pg ist, entspricht P_fb = P, Ic₁ P₃. Da außerdem P_f, dem Quadrat der Drehzahl S der Turbine 24 proportional ist, ist S =Y^k2^fb* ^{Bei Ersatz der} ^ormelausdrücke

ist S = HKF, P , wobei dieser Ausdruck ebenfalls die lias-• dp s¹

| sendurchsatzmenge eines Gases bei konstanter Temperatur und konstantem spezifischen Gewicht bedeutet. Die Turbinendrehzahl ist daher dieser Durchsatzmenge proportional, so daß die Ziffernfolge des Zählers 22 an der Stirnseite des Instruments die Gesamtmenge des Gasdurchsatzes anzeigt.

Der Kraftstift 40 ist mit einem kegelförmigen oberen Ende versehen und durch einen den Kegel umgebenden herkömmlichen Kugellagerlaufring gegen eine ^f4uerbewegung festgelegt. Das Kugellagergehäuse dient zur Abdeckung der Spitze des Kraftstifts, um zu gewährleisten, daß weder Kondenswasser noch andere, flüssigen Fremdstoffe in die Lagerflachen eindringen. An seinem unteren Ende ist der Kraftstift mit Hilfe einer einem Universalgelenk vergleichbaren herkömmlichen Einrichtung mit dem ausbalancierbaren Glied 48 verbunden, ' Vielehe zwar ein Kippen des Kraftstifts unter einem kleinen Winkel zuläßt, jedoch eine Drehung desselben verhindert.

-15-" 009843/0194

Gemäß Fig. h· 1st die Einstellschraube 100 so angeordnet, daß sie den Mitnehmer 102 sich in Längsrichtung bewegen läßt, während der Teil 106 am oberen Arm 110 entsprechend verschiebbar ist, um den Draht 104 in praktisch lotrechter Stellung zu halten. Durch diese seitliche Ver-Schiebung des Drahts werden die Effektiv längen der Arme 98 und 110 so geändert, daß die Große der durch die Feder 116 bei einem vorgegebenen etatischen Druck-Eingangsignal aus- λ geübten Kraft geändert wird. Hierdurch läßt sich der Arbeltsbzw. Heßbereich des Instruments so einstellen, daß es den Eigenschaften des jeweiligen zu messenden Gases angepaßt werden kann.

Das vorstehend beschriebene Instrument eignet sich in gleicher vorteilhafter Weise auch zur Lieferung anderer Anzeigen als mittels des Zählers 22. Genauer gesagt, kann die Zählerwelle mit einer Einrichtung zum Schließen einer Klappen-Düse beispielsweise einmal während jeder Umdrehung i versehen sein und hierdurch einen entsprechenden Druckimpuls liefern, der zur Betätigung einer herkömmlichen Anzeige- oder Arbeitsvorrichtung, wie eines Aufzeichnungs- oder Druckgeräts, an eine entfernte Stelle übertragen werden kann. Gewünschtenfalls können auch elektrische Impuls- Ableseeinrichtungen vorgesehen sein. Zu diesem Zweck'könnte-;

-16-009843/0194 >.--..

¹ -16-

1548628

eine drehfest mit dem Turbinenrad 2k verbundene kreisförmige Scheibe 130 an ihrer Unterseite mit einer Reihe von kleinen magnetischen Anomalitäten., wie Öffnungen oder Magneteinsätzen, versehen sein, die um die Scheibe herum auf gleiche Abstände verteilt sind. Unterhalb der Scheibe 130 wäre in diesem Fall dicht neben der Bewegungsbahn dieser magnetischen Anomalitäten außerdem ein magnetischer Abnahmekopf ^ . vorzusehen, der jedesmal einen elektrischen Impuls erzeugt, wenn sich eine dieser magnetischen Anomalitäten an ihm vorbeibewegt. Auf diese Weise kann eine Reihe von elektrischen Impulsen erzeugt werden, deren Frequenz der Gasdurchsatζ-geschwindigkeit bzw, -menge proportional ist und die an eine entfernte Stelle übertragen werden können, um beliebige herkömmliche, elektrische Anzeige- oder Arbeitsvorrichtungen zu betätigen.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die F speziell dargestellte und beschriebene Anordnung bzw. auf den angegebenen'Zweck, d.h. auf eine Vorrichtung zur Erzielung einer Kompensation für den statischen Druck, beschränkt. Beispielsweise könnte es in gewissen Fällen der Gasdurchsatzmessung wünschenswert seih, den Winkel der Biegeanordnung in Übereinstimmung mit der Dichte des strömenden Gases einzustellen, um eine genaue Messung des tiassendurchsatzes zu liefern. Dem Fachmann sind aus der vorstehenden

-17-009843/0194

Beschreibung ohne weiteres noch weitere Anwendungsgebiete des Systems sowie gleichwertige bauliche Anordnungen ersichtlich. Aus diesem Grund soll die Erfindung keinesfalls auf die dargestellten und beschriebenen Einzelheiten beschränkt sein, sondern alle innerhalb des erweiterten Schutzumfangs liegenden Änderungen und Abwandlungen mit einschiießen»

-18-

0Q9843/019A

Claims (11)

1. Patentansurüche

   Vorrichtung zum Messen bzw. überwachen von industriellen Verfahrensabläufen, die eine einen primären Verfahrenszustand betreffende Anzeige unter automatischer Kompensation von Änderungen des Werts e^nes sekundären Zustande liefert, mit zwei Meßeinrichtungen, von denen die eine eine dem primären Verfahrenszustand entsprechende Kraft und die andere eine dem sekundären Zustand entsprechende zweite Kraft erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Signal-Vervielfachungseinrichtung mit Einrichtungen (52, 88) aufweist, «uf welche die beiden Kräfte einwirken und welche ihrerseits auf ein ausbalancierbares Glied (48) einwirken und letzteres entsprechend Änderungen der ersten und/oder zweiten Kraft aus seinem Gleichgewichtszustand verlagern, daß dem ausbalancierbaren Glied eine Unausgleich-Peststeileinrichtung (90) betrieblich zugeordnet ist, die ein einer Änderung im Gleichgewichtszustand des ausbalancierbaren Glieds entsprechendes Steuersignal erzeugt, welches auf eine eine entsprechende Rückstellkraft erzeugende Einrichtung (28) einwirkt, die über ein Kopplungsglied (40) auf das ausbalancierbare Glied einwirkt und letzteres praktisch unbewegt zu halten trachtet.

   -19-009843/0194

   -I₉-

   lind daß an die eine Rückstellkraft erzeugende Einrichtung (2.8) !Weiterhin eine Einrichtung (22) zur Anzeige der Größe der Rückstellkraft angeschlossen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Rückstellkraft erzeugende Einrichtung (28) eine eine Zentrifugalkraft erzeugende Dreheinrichtung (30, 36, 38) aufweist und die Rückstellkraft der Zentrifugalkraft proportional ist und daß die Einrichtung ™ (22) zur Anzeige der Größe der Rückstellkraft ein der Drehzahlder Dreheinrichtung entsprechendes Ausgang signal erzeugt, das den primären Verfahrenszustand , kompensiert auf Änderungen im sekundären Zustand, angifct. ■■■'■'■. '] -^ -' '
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da3die Einrichtung zur Anzeige der Rückstellkraft eine Quadratwurgel-Anzeige der Ruckstellkraft liefert. λ
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch ί_Λ 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine ^ragkonstruiction, an welcher die beiden Meßeinrichtungenj,die Sifeal-VerYlelfachungseinrichtung und die u"nausgleicn*Pesfcsteileinrichtung angebaut sind.

   -20-

   ΐ0 9ä4 3 / 0191*
5. 5. Vorrichtung nach einem der■vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-Vervielfachungseinrichtung ein abwinkelbares Halteglied (72), eine das ausbalancierbare Glied (48) und das Halteglied miteinander verbindende Biegeanordhung (84, 86) und eine Einrichtung zur Verbindung des ausbalancierbaren Glieds und des Halteglieds mit der von den Kräften beaufschlagten Einrichtung, (52, 88) aufweist.
6. 6. Meßinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kraft auf das ausbalancierbare Glied (48) einwirkt,-daß die zweite Kraft auf das Halteglied (72) einwirkt und dieses um einen kleinen Betrag um die Biegeanordnung (84, 86) herum durchbiegt und daß die Rückstellkraft quer zur ersten Kraft auf das ausbalancierbare Glied einwirkt.
7. 7. Meßinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kraft das Halteglied (72) über einen Winkel von maximal 6° durchzubiegen vermag.
8. 8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-Vervielfachungsvorrichtung ein verschwenkbar mit dem ausbalancierbaren Glied (48)verbundenes, unter einem Winkel verschiebbares

   -21-009843/0194

   Glied zur Steuerung des Ansprechens des Glieds auf Änderungen in der angelegten Kraft und eine dieses Glied mit einer der Meßeinrichtungen verbindende Einrichtung zur Einstellung dieses Glieds in eine der betreffenden Kraft entsprechende Winkellage aufweist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Verbindungseinrichtung eine Servovorrichtung ™

   mit einem zweiten ausbalancierbaren Glied ist, an welches die durch die genannte Meßeinrichtung erzeugte Kraft angelegt wird, und daß eine dem zweiten ausbälancierbaren Glied zugeordnete Unausgleich-Feststelleinrichtung zur Erzeugung eines zweiten Steuersignals in Abhängigkeit von Änderungen des Kräftegleichgewichts dieses Glieds, eine das über einen Winkel verschiebbare Glied mit dem zweiten ausbalancierbaren Glied verbindende federnde Einrichtung, welche auf letzteres eine dem λ Winkel proportionale und der Kraft der genannten Meßeinrichtung entgegengesetzte Kraft ausübt, und eine zweite eine Rückstellkraft erzeugende Einrichtung vorgesehen sind, welche auf das zweite Steuersignal anspricht und auf das unter einem Winkel verschiebbare Glied eine Kraft ausübt, die dieses Glied in eine die auf dieses Glied ausgeübten Kräfte im Gleichgewicht haltende Stellung verbringt, wobei die Winkelstellung dieses Glied³

   -22-009.843/0194

   proportional zu der durch die genannte Meßeinrichtung erzeugten Kraft gehalten wird.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die zweite - Meßeinrichtung auf den in einer Rohrleitung herrschenden statischen Gasdruck anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstelleinrichtung zur Änderung der Größe der bei einem vorgegebenen statischen Druck an das zweite ausbalancierbare Glied angelegten Kraft vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Arbeits- bzw. Meßbereich des Instruments veränderbar ist.
11. 11.Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite eine Rückstellkraft erzeugende Einrichtung eine auf die Durchbiegung des ausbalancierbaren Glieds ansprechende Meßeinrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals, eine exzentrisch längs ihrer Drehachse angeordnete und unter der Steuerung des Steuersignals stehende Dreheinrichtung und eine Einrichtung zum Anlegen der zweiten Kraft an das ausbalancierbare Glied in proportionalem Verhältnis zu der durch die Dreheinrichtung erzeugten Badialkraft aufweist.

    009843/0194

    Lee rse i te