DE1948322C - Stromungsmitteloszillator - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strömungsfitteloszillator mit zwei hintereinandergeschalteten, von einem Versorgungsdruck gespeisten bistabilen Strömungsmittelverstärkern, bei welchen die Ausgänge des ersten Strömungsmittelverstärkers über je eine Blindwiderstände enthaltende Verbindungsleitung mit je einem Steuereingang des zweiten Strörnungsmittelverstärkers verbunden sind, während von jedem Ausgang des zweiten Strömungsmittelverstärkers je eine, Bhndwiderstände enthaltende Verbindungsleitung, einander kreuzend an die Steuereingänge des ersten Strömungsmittelverstärkers geführt ist.

Ein derartiger Strümungsmitteloszillator ist bereits bekannt (s. USA.-Patentschrift 3 277 913). Es zeigt sich jedoch, daß die Frequenz derartiger Strömungsmitteloszillatoren relativ stark von dem Versorgungsdruck abhängt, so daß bei auftretenden Änderunger, des Versorgungsdruckes ungewünschte Frequenzverschiebungen der von dem Strömungsmitteloszillator abgegebenen Signale auftreten.

Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Strömungsmitteloszülator der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Ausgangsfrequenz im wesentlichen von dem Versorgungsdruck unabhängig ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die einen Verbindungsleitungen kapazitiv und die anderen Verbindungsleitungen induktiv sind, derart, daß die Frequenz des Strömungsmittel-Oszillators im wesentlichen unabhängig von Versorgungsdruck ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß beide Sätze ν im Verbindungsleitungen gleichen Querschnitt und unterschiedliche Länge aufweisen.

Line optimale Frequenzstabilität läßt sich dadurch erreichen, daß die Lange der einen Verbindungsleitungen zur Länge der anderen Verbindungsleitungen im Verhältnis 1 : 6 steht.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand eines Au-.-iührunesbeispieies näher erläutert und beschrieben

ίο werden", wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Ls stellt dar

F i ii. 1 eine schematische Ansicht eines bistabilen Strümunesmittelverstärkers mit einem Satz von rUiekkopplungslcitungen. welche kapazitiv wirken.

F i l;. 2 eine schematische Ansicht eines bistabilen S'.romunasmittelverstärkers. dessen Rückkopplungvleitungen ein kleines Längen-Üuerschnitt-Verhähn^ aufweisen, d. U. induktiv' wirken,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Frequen/-

ao abhängigkeit von dem Versorgungsdruck bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Strömungsmittelverstärkern.

F i g. 4 eine schematische Ansicht des Strömungsmitteloszillators nach der Erfindung,

F i g. 5 eine graphische Darstellung der Frequenzabhängigkeit von cem Versorgungsdruck für den in F i g. 4 dargestellten Strömungsmitteloszillator, und F i g. 6 graphische Darstellungen der Frequenz in Abhängigkeit des Versorgungsdruckes für verschie-

dene Längen-Querschnitt-Verhältnisse der beiden Verbindungsleitungen bei dem in F i g. 4 dargestellten Strömungsmitteloszillator.

Bei einem bekannten Strömungsmitteloszillator gemäß Fig. 1 sind die Rückkopplungsleitungen 16 und 17 so ausgebildet, daß sie ein großes Längen-Querschnitt-Verhältnis besitzen, d. h. kapazitiv wirken. Diese Eigenschaft wird noch dadurch verstärkt, daß in den Rückkopplungsleitungen 16, 17 kapazitive Kammern 18 angeordnet sind. Die Ausgänge des

♦» Strömungsmitteloszillators sind über Ausgangsleitungen 20 mit Wandlern 23 oder einem anderen Verbraucher verbunden. Bei dem in F i g. 2 dargestellten bekannten Strömungsmitteloszillator besitzen die Rückkopplungsleitungen 21 und 22 ein kleines Längen-Querschnitt-Verhältnis, d. h. wirken induktiv. Zur Einstellung dieser Induktivität kann bei gleicher Bohrung die Länge dieser Rückkopplungsleitungen geändert werden. Die Rückkopplungsleitungen führen wie bei dem Strömungsmitteloszillator nach F i g. 1 von den Ausgängen zu den Steuereingängen. Die Ausgangsleitungen 20 führen ebenfalls zu Wandlern 23 oder einem anderen Verbraucher.

Die in F i g. 3 dargestellten Kurven α und b veranschaulichen die Frequenzabhängigkeit der Ausgangssignale der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Strömungsmitteloszillatoren in Abhängigkeit vom Versorgungsdruck, und zwar ist auf der linken Ordinate die Frequenz des Oszillators gemäß F i g. 1 und auf der rechten Ordinate diejenige gemäß F i g. 2 aufgetragen. Aus Fig.3 ist erkennbar, daß sich bei Änderungen des Versorgungsdruckes, aufgetragen auf der Abszisse, die Frequenz der Ausgangssignale der beiden Strömungsmitteloszillatoren stark ändert. Die Frequenz der Ausgangssignale jenes Strömungs-

mitteloszillators, dessen Rückkopplungsleitungen gemäß Fiig. 1 ein großes Längen-Querschnitt-Verhältnis besitzen, ist bei einem niedrigen Versorgungsdruck klein und steigt bei wachsendem Versorgungs-

druck bis zu einem bestimmten Maximum an und sinkt dann wieder ab. Beim anderen Stromungsmitte!- oszillalor erhält man ein etwa entgegengesetztes Vtrhalten, denn die Frequenz des Ausganessicriah ist bei einem niedrigen Versorgungsdruck hoch und >mkt mit wachsendem Druck ab.

In F i g. 4 ist ein Sirömuntismiueloszillator nach der Erfindung veranschaulicht, welcher die^e Nachteile der Frequenzänderung in Abhängigkeit vom Versorgungsdruek nicht mehr aufweist. Dieser besteht aus zwei bistabilen SirömungsmiUeKersiärkern 24 und 25. Jeder ^trümunnsmitteh erstärker 24. 25 wird mit einem unter einem Versorgungsdruck F\ stehenden Strömungsmittel bei 26 gespeist. Jeder Slrömungsmittelverstärker 24. 25 enthält zw^i Au^ giinge, 27, 28 b/w. 29. 30 sowie zwei Sieucruingänge 31, 32 bzw. 33, 3.4. Die Sieuereingänge des Strömungsmittclverstärkers 24 sind über Verbindungsleitungen 35 und 36 mit den Ausgängen 29 bzw. 30 des Strömungsmittelverstärkers25 kreuzwise verbunden, während die Steuereingänge 33 und 34 dieses Strömungsmittelverstärkers 25 über Verbindungsleitungen 37 und 38 mit den Ausgängen 27 und 28 des Strömungsmittelverstärkers 24 verbunden sind.

Die Verbindungsleitungen 37 und 38 besitzen ein anderes (gegensätzliches) Längen-Querschnitt-Verhältnis als die Verbindungsleitungen 35, 36. Auf diese Weise wird die gewünschte Kompensation der Frequenzabhängigkeit von dem Versorgungsdruck erzielt

Die Ausgangssignale werden über Ausgangsleitungen 39 und 40 abgeleitet. Die Frequenz der Ausgangssignale ist dabei im wesentlichen unabhängig von Änderungen des Versorgungsdruckes, mit dem die Eingänge der beiden Strömungsmittelverstärker 24, 25 versorgt werden.

Die in ¥ i g. 5 dargestellte Kurve c veranschaulicht den praktisch konstanten Verlauf der Frequenz des Ausgangssignals bei dem in F i g. 4 dargestellten Stromunesmitteioszillator. bei welchem die beiden Sätze von Verbindungsleitungen 35. 36: 37. 38 ein gegensätzliches Verhältnis der Länge zur wirksamen Querschnittsfläche aufweisen. Bei einer genauen Aufwertung der F i g. 5 ergibt sich, daß Frequenzänderungen von nur ungefähr - 0.5" 0 auftreten. Diese Stabilität ist ausschließlich auf die Auslegung der Verbindungsleilungen 35. 36; 37. 38 zurückzuführen.

In F-'i g. 6 sind eine Mehrzahl von Kurven dargestellt, die sich bei Verbindungsleitungen 35 bis 38 mit \ erschiedenen Längen-Quersehnitt-Verhältnissen ergeben. F i g. 6 stellt die prozentuale Abweichung ]F der Frequenz des Ausgangssignals von der Frequenz dar, die sich bei einem Vcrs.eirgu.ng>druek v.-n 1,378 bar ergibt. Die dar·- stellten Kurven entsprechen verschiedenen Länger.-Querschnitt-Verhältnissen der Verbindungsleitungen 35 bis 38, wobei die Verbindungsleitungen 37, 38 mit »/1« und die Verbindungsleitungen 35, 36 mit »ß« bezeichnet sind. Alle Verbindungsleitungen 35 bis 38 besitzen die gleiche Querschnittsfläche und haben entsprechend ihrer Länge entweder kapazitive oder induktive

Eigenschaften.

Die den verschiedenen kurven beigefügten Zahlen kennzeichnen das Längen-Querschnitt-Verhältnis der einen Verbindungsleitungen »/4« zum Längen-Querschnitt-Verhältnis der anderen Verbindungsleitungen »ß«.

Aus den Kurven ist ersichtlich, daß die auftretenden Frequenzabweichungen von einem festgelegten Mittelwert gering sind, sobald ein vorgegebener Versorgungsdruck erreicht ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Strömungsmittelos/illator mit zwei hintereinandergeschalteten, von einem VersorgL;:;ü-druck gespeisten bistabilen Strömunäsmittelver-■-lärkcrn. bei welchen die Ausüänvie des ernten StromungsmiUeKerMarkers über je eine. Blindwidersiände enthaltende Verbindungsleitung mit je einem Sieuereingang des /weiten Stromimnsmittelverstärkers verbunden sind, wahrend son I ed em Ausgang de·- /reiten Strömung'-miiielver-Ntärkers je eine BündwiJersuinde enthalu'ul·. Verbindungsleitung. iJnander kreuzend. :i^Ti die Steuereingange d·.-*- erteil Striimuniismittelverstärkers geführ! ist. dadurch g e k e η η /eic h net. daLS die einen \erbindungsleitungen (37. 38) kapazitiv und die anderen Vcrbinduwgsleitungen (35. 36) induktiv sind, derart, daß die Frequenz des Stromungsmitteloszillators im wesentlichen unabhängig vom Versorgungsdruck ist.

2. Strrimungsmitteloszillator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verbin dungsleitungen (35, 36, 37. 38) gleichen Ouerschnitt und unterschiedliche länge aufweisen.

3. Strömungsmitteloszillator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der einen Verbindungsleitungen (37. 38) zur Länge der anderen Verbindungsleitungen (35. 36) im Verhältnis 1 : 6 steht.