DE1942298A1

DE1942298A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Durchflussgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE1942298A1
Application number: DE19691942298
Authority: DE
Inventors: Ingvar Jonsson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-08-20
Filing date: 1969-08-20
Publication date: 1971-03-04
Also published as: DE1942298B2

Description

Verfahren und Vorrichtung sur Regelung der Druchflußgeschwindigkeit einer Flüesigkeit Die Erfindung betrifft ein verfahren und eine Vorrichtung zur Meszung und Regelung der Derchflußgeschsindigkeit einer Flüssigkeit.
Darchflußmchgenmeßanlagen, deren Meßwerte zur Regelung der Durchflußgeschwindigkeit benutst werden, arbeiten seistens auf den Prinzip der Messung des Stawdruckes.
Sie sind sehr teuer und fttr kleine Druchflußmengen schlscht geeignet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung nur einfachen und billigen Messung und Regelung der Durchflußgeschwindigkeit kleiner Flüssigkeitnsengen zu schaffen, ohne von sußen auf die Flüssigkeit selbst Einfluß nehmen zu müssen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Frequenz einer aus einem Tropfenrohr in eine Tropfenkammer austretenden Tropfenfolge mit einem voreingestellten Sollwert verglichen und entsprschend der Abweichung von Sollwert die Abflußgeschwindigkeit aus der Tropfenkammer verändert wird. Vorteilhafterweise wird die Prequenz der Tropfenfolge von einer fotoelektrischen Meßvorrichtung gemessene Zu die sei Zweck wird außerhalb der durchscheinenden Tropfenksemer eine Lichtquelle, z. B.
eine elektrische Lempe, angeordnet, daren Strahlen etwa in Höhe dees Endes des in die Tropfenkammer hineinragenden Tropfenrohres durch die Tropfenkammer in Richtung auf eine Fotorelle gerichtet sind.
Zine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß der Abfluß der Flüssigkeit aus der Tropfenkammer mit Hilfe einer Verengung des Querschnittes der Abflußöffnung gesteuert wird. Diese Verengeung kann dadurch hexvorgerufen werden, daß ein flexibler Ableitschlauch von einem elekfrisch betätigten Stellglied zusammengequetscht wird0 Außerdem kann vorteilhafterweise ein Alarmsignal vorgesehen ein, das auf die Unterbrechung des Durchflusses durch die Tropfenkammer aufmerkamm macht. Wenn der Durchfluß z. 3c infolge zu großen Anwachsens des Gegendruckes in die Txopfenkammer unterbrochen wird, kann durch Handbetatigung in den regelvorgang eingegriffen worden.
Vorteilhaft lBt die Anordnung einer weiteren Fotoselle mit entsprechender Lichtquelle, am Vorratobehälter, in einer zugehörigen Leitung oder am Tropfenrohr. Diese fotoelektrisdche Meßeinrichtung ist in Höhe des Flüssigkeitspegels angebracht, der mindestens eingehalten werden muß. Ein weiteres Absinken der Flüssigkeitesäule löst ein Alarmsignal aus, auf Grund dessen in die Regelung der Durchflüßgeschwindigkeit manuell eingegriffen werden kann.
Außerdem kann der das Alarmeignal auslösende Stromimpuls vorteilhafterweise zur Absperrung des Abflusoes aus der Tropfenkammer ausgenutzt werden. Er wird du diese Zweck dem Stellglied zugeleitet, das den Abfluß verschließt0 Die nach der Erfindung vorgeschlagene Regelanlage hat -den Vorteil, daß sowohl die Durchflußmessung als auch die Regelung von außen erfolgen und damit ohne direkten Kontakt der Meß- bzw. Regelorgane mit der Flüssigkeit stattfinden0 Dieser Vorteil ist gerade bei medizinischen Geräten, in denen sich sterile Flüssigkeiten befinden, von großem Wert, Eine beispielshafte Ausführungsform wird in den nachfolgenden Zeichnungen schematisch dargestellt.
Die Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine gessmte Durchflußmengenmeß- und -regelanlage und Fig. 2 eine weitere Ausbildung der Tropfenkammor.
Bei 18 tritt -die zu messende Flüssigkeitssenge in das Tropfenrohr 17 ein. Diese ragt in die Tropfenkammer 3 mit zeinem Ende 15. an dem sich die Tropfen bilden.
Die Frequenz der Tropfenbildung hängt ab von dem in der Tropfenkammer 3 herrschenden Gegendruck. Die Flüssigkeit verläßt die Tropfenkammer 3 durch den Schalauch 16.
Dieser kann durch den von des Stellglied 7 über das Getriebe 8 angstriebene Exzenter 9 gegen die Gegendruckplatte 10 gepreßt werden. Dadurch wird der Durchfluß durch den Schlauch 16 gedrosselt.
Etwa in Röhe des Endes 15 des Tropfenrohres 17 ist außerhalb der durchscheinenden Tropfenkammer 3 eine Lichtquelle 1 angebracht, die ihre Strahlen durch die Tropfenkammer 3 auf die Fotozelle 2 wirft. Diese gibt eine Spannung ab, wenn sie von den Lichtstrahlen getroffen wird.
Die Spennung ändert sich, wenn sich am Ende 15 des Tropfenrochres 17 ein Tropfen bildet oder ein Tropfen durch den Lichtetrahl fällt. Bei regelmäßiger Tropfenfolge werden also von der Fotoselle 2 Steuerimpules abgegeben, die in einem Wandler 4 eine proportionale Ist-Spannung erzeugen. Diese Ist-Spannung wird im Vergleichskreis 11 mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen, der vom Sollwertgeber 6 in den vergleichskreis 11 eingespeist wird Die sich aus diesem Vergleich ergebende Vergleichespannung entspricht einem Strom, der in Verstärker 5 verstärkt wird. Er dient zur Steuorung des Steflgliedes 7, mit dem auf die Abflußgeschwindigkeit aus der Tropfenkammer 3 Einfluß genommen werden kann.
Wenn die Tropfenfrequenz zu groß wird, drückt das Stellglied 7 den Abflußschlauch 16 fester zu. Dadurch fließt weniger Flüssigkeit aus der Tropfenkammer 3 ab, in der der Gegendruck auf diese Weise anwächst, bis die Tropfenfrequenz kleiner wird. Dadurch wird die vom Wandler 4 abgegebene Ist-Spannung verändert. Ein Vergleich mit dem Soll-Wert im Vergleichakreis 11 ergibt, daß das Stellglied 7 einem größeren Abflußquerschnitt freigeben muß.
Die Flüssigkeitssäule wird kontrolliert von einer weiteren fotoelektrischen Meßeinrichtung 13, 14. Solange genfigend Flüssigkeit ii fropfenrohr 17 über der Abtropfstelle 15 steht, wird von den Strahlen, die von der auf der einen Seite des Tropfenrohres 17 angeordneten Lichtquelle 13 ausgehen, keine Spannung in der auf der anderen Seite des fropfenrohres 17 angebrachten Fotozalle 14 erzeugt. Sobald der Flüssigkeitspegel unter die Bb der von der Lichtquelle 13 ausgesandten Strahlen absinkt, fließt ein Strom in den Alarmkreis 12, der ein Alarmsignal auslöst. Es kann nunmehr manuell für eine entsprechende Flüssigkeitssufuhr gesorgt werden. Ein entsprechendes Alarmsignal wird auch dann abgegeben, wenn die Fotozelle 2 von der Lampe 1 kein Licht oder keine Impulse erhält, weil z. B. die Lampe ausgefallen ist.
Gleichzeitig wird der von der Yotozelle 14 ausgehende Stromimpuls zur Steuerung des Stellgliedes 7 verwendet.
Diese. verschließt das Abflußrohr 16, wenn der Flüssigkeitspegel unter die Strahlenebene der Lempe 13 füllt.
Die in Fig. 2 wiedergegebene Bauweise der Tropfenkammer 3g wird insbesondere bei horizontaler Erstreckung der Regelanlage benutzt.
In des vorstehenden Ausführungsbeispiel wird von einer bevorzugten Messung der Tropfenfrequens und des Niveaus mit Lichtquelle und Fotozelle ausgegangen. Diese beiden Bauelemente können auch durch beliebige andere Indikatoren, beispielsweise resistive, kapasitative oder induktive Indikatoren ersetzt werden. Auch ist die Anwendung nicht auf Lichtquellen beschränkt, da auch andere Strahlenquellen su äquivalenten Ergebnissen führen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur Messung und Regelung der Durchflußgeschwindigkeit einer Flüssigkeit, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Frequenz einer aus einem Tropfenrohr (17) in eine Tropfenkammer (3) austrstenden Tropfenfolge mit einem voreingestelltenSollwert verglichen und entoprenchend der Abweichung vom Sollwert die Abflußgeschwindigkeit aus der Tropfenkammer (3) verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Messung der Tropfenfrequenz mit Hilfe einer auf der einen Seite der Tropfenkammer (3) angeordneten Lichtquelle (1) vorgenommen wird, deren Licht auf eins auf der anderen Seite der Tropfenkammer (3) angeordneten Fotozelle (2) fällt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h net, daß die aus der Tropfenkammer (3) austretende Abflußmange mit Hilfe einer verengung des Querschnittes des Abflußrohres (16) der Tropfenkammer (3) verändert wird 40 Verfahren Moh Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung des Querschnittes des Abflußrohres (16) von au@en durch Abquetschen einer Schlauchleitung vorgenummen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -not, daß bei Unterbrechung des Durchflusses durch die Tropfenkammer (3) ein Alarmaignal ausgelöst wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Absinken des in dem Vorratebehälter, in der zugehörigen Leitung oder dem Tropfenrchr (17) stehenden flüssigkeitsepiegels unter ein vorgegebenes Niveau ein Alarssignal betätigt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zusätzlich der Abfluß aus der Tropfenkammer (3) unterbunden wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem Raum zwischen einer Lichtquelle (1) und einer Fotoselle (2) eine durchscheinende Tropfenkamzer (3) angeordnet tat, in die ein Fropfenrchr (17) hineinragt, das etwa in der Höhe des von der Lichtquelle (1) in Richtung auf die Fotozelle (2) ausgesandten Lichtstrahls endet und aus der ein mit einem veränderbaren Querschnitt verschenes Abflußrohr (16) herausführt, zu dessen Querschnittsveränderung ein in Abhängigkeit von der photoelektrisch erfaßten Tropffrequenz arbeitendes Stellglied (7, 8) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Potozellenkreis eine ilarmvorrichtung zugeordnet ist, die sowohl eine Unterbrechung des Durchflusses als auch den Ausfall der Lampe (1) der foteelektrischen Meßvorrichtung (1, 2) meldet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekenn-, zeichnet, daß an einem durchscheinenden Teil der Leitung oder des Tropfenrchres (17) zusätzlich eine Indikatorvorrichtung (14, 13) angeordnet ist, deren Lichtstrahl in Höhe des untersten zulässigen Niveaus des Flüssigkeitsspiegels liegt, und ein Indikatorteil (13) mit eine. Alarmkreis verbunden ist, 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zusätzliche Indikatorvorrichtung (14) so mit dem Stellglied (7, 8) verbunden ist, daß das letztere den Abfluß au der Tropfenkammer (3) bei Unterschreitung einer vorgegebenen Höhe des Plüssigkeitsspiegels unterbricht.

L e e r s e i t e