DE1958297A1

DE1958297A1 - Hubgeber

Info

Publication number: DE1958297A1
Application number: DE19691958297
Authority: DE
Inventors: Brunner Dr-Ing Alfred
Original assignee: BRUNNER DR ING ALFRED
Current assignee: BRUNNER DR ING ALFRED
Priority date: 1968-12-07
Filing date: 1969-11-20
Publication date: 1970-07-09
Also published as: CH492202A

Description

Hubgeber.
Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen elektrischen Hubgeber mit einer Spule und einem relativ dazu bewegbaren Anker aus magnetisierbarem Werkstoff. Es sind solche induktiv arbeitende Hubgeber bekannt, welche jedoch die Nacnteile aufweisen, dass sie entweder nur für Hublängen bis zur Grösse der Ankerlänge brauchbar sind oder aber keine analoge Abhängigkeit zwischen Ilub und Messignal aufweisen.
Es ist Ziel der Erfindung, einen eingangs definierten Hubbei zu scaffen, der Hublängen eines Mehrfachen der Länge des Ankers in in ein analoges, d.h. kontinuierlich mit dem Hub sich veranderndes Signal umsetzt. Dieses ZieL wird dadurch erreicht dass die Spule neben einer ersten Wicklung mindestens eine zweite Wicklung aufweist, deren axiale Windungsdichte mit zunehmendem Abstand vom einen Spulenende zu- oder abnimmt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, den die Durchflussmenge anzeigenden Hub des Schwebekörpers eines Schwebekörper-Mengenmessgerätes in ein analoges elektrisches Messignal umzusetzen. Dies geschieht dadurch, dass ein Hubgeber nach der Erfindung auf ein ansich bekanntes Schwebekörper-Mengenmessgerät angewendet wird, wobei das aufwärts durchströmte, in Strömungsrichtung nich erweiternde Mesrsrohr von einer Spule umgeben ist und der Schwebekbrper, als Anker, mindestens teilweise aus magnetisierbarem Werkstoff besteht.
Die Erfindung wird an zwei zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen nähen erläutert. Figur 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Hubgeber, Figur 2 stellt fiir den Hubgeber nach Fig.l das Messignal in Funktion des Ankerhubes dar und Figur 3 zeigt einen Schnitt durch ein Schwebekörper-Mengenmessgerät mit Hubgeber.
In Fig. 1 trägt das linke Ende einer Stange 1 einen Anker 2 aus einem durch Kunstharz verbundenen Bündel von Weicheisendrähten.
Die Stange 1 ist axial verschiebbar, wobei der Schwerpunkt des Ankers 2 den Hub h beschreibt. Der Anker 2 ist von einer Spule 3 umgeben, deren Spulenkörper 4 iiber einer Primärwicklung 5 eine Sekundärwicklung 6 trägt, deren axiale Windungsdichte, d.h.
Windungszahl pro cm Spulenlänge, mit zunehmendem Abstand vom rechten Spulenende zunimmt. Dies ist dadurch erreicht, das die Wicklung in mehreren Windungslagen aufgeführt ist, die jeweils am linken Spulenende beginnen bzw. enden und deren rechte Seite an über der Spulenlänge verteilten Stellen enden bzw. beginnen.
Wird nun die Primärwicklung 5 mit konstanter Spanning gespeist, so verläuft In Abhängigkeit der Stellung des Ankers 2 die in der Sekundärwicklung 6 induzierte Spannung nach der in Fig. 2 (lelrgestellten Kurve, die iiber der Strecke h praktisch linear verläuft. Es wird daher vorzugsweise dieser Abschnitt der Spule dem zu signalisierenden Hub der Stange 1 zugeordnet.
Am rechten Ende, ausserhalb des Abschnittes h, verflacht die Kurve, während sie am linken Ende, ausserhalb des Abschnittes h, über ein Maximum verläuft. Die in der Sekundärwicklung 6 induzierte Spannung bildet somit ein Signal, dan den Hub des Ankers 2 analog, und zwar sogar linear, abbildet.
Fig. 3 zeigt ein Glasrohr 10 eines Strömungsmessers. Beidseits einer konischen Partie dieses Glasrohrs ist Je ein Spulenflansch 11, 12 aufgeklebt. Der so gebildete Spulenkörper ist mit einer Prim'rwicklung 5 und mit einer Sekundärwicklung 6 versehen.
Während die Windungsdichte der Primärwicklung 5 über dei Spulenlänge konstant ist, sinkt diejenige der Sekundärwicklung 6 mit zunehmender Höhe. Die Primärwicklung 5 wird ilber zwei Leiter 13 mit stabilisierter Wechselspannung gespeist, wahrend die-Sekundarwicklung 6 iiber zwei Leiter 14 mit einem Voltmeter 15 verbunden ist. Im Inneren des von einem Medium durchströmten Glasrohres schwebt ein Schwebekörper 16, der nus einem durch Plexiglas verbundenen Weicheisendrahtbündel besteht. Ein oberer, vorstehender Rand des Schwebekörpers ist mit Drallnuten versehen, die den Schwebekörper in Drehung versetzen. Ein Anschlag 17 stützt bei abgestelltem Durchfluss den Schwebekörper 16 ab.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Sekundärwicklung h so aufgeführt, dass das Messignal mit steigender Durchflussmenge, d.h. steigendem Schwebekörper, sinkt. Das Voltmeter 15 ist jedoch direkt in m3/Std geeicht. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Kupferverbrauch für die Sekundärwicklung und auch der ohmsehe Verlust geringer sind Dient das Messignal Steuer- oder Regelzwecken, so kann es vorteilhaft sein, die Windungsdichte nicht linear mit dem Abstand von einem Spulenende 7,U variieren, sondern in einem anderen Zusammenhang, etwa so, dass die induzierte Spannung direkt proportional int der Durchflussmenge. Der Hubgeber kann auch, bei passender Ausbildung der beiden Wicklungen, als Funktionsgeber verwendet werden.
Der erfindungsgemässe Hubgeber ist ferner geeignet, eine mit einem Hub nichtlinear zusammenhängende Grösse zu linearisieren. Wird beispielsweise bei einer Blender-@engenmessung der Druckabfall an der Blende mittels eines U-Rohr-Manometers gemessen, so kann auf einen Schenkel der Messflüssigkeit, meist durcksilber, ein ferromagnetischer Anker schwimmend angeordnet sein, dessen Lage durch eine den Schenkel um gegebende Spule in ein eleketrisches Signal umgesetzt wird. Die Windungsdichte mindestens einer der Wicklungen der Spule lässt sich nur über der Hähe der Spule so wäheln, dass die in der Sekundärwicklung in@uzierte Spannung linear zu das heisst linear zur zu messenden Durchflussmenge, verläuft.
Auf diese Weise ersetzt die Spule eine besonderen, radizierenden Funktionsgeber.

Claims

Patentansprüche

(1.) Kontaktloser elektrischer Hubgeber mit einer Spule und einem rel.;,-tiv dazu bewegbaren Anker ils magnetisierbarem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (3) neben einer ersten Wicklung (5) mind-estens eine zweite Wicklung (6) aufwelst, daren axiale Windungsdichte mit zunehmendem Abstand vom einen Spulenende zu- oder abnimmt.
2. Hubgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (2, 16) wesentlich kürzer ist als die Spule (3) und dass die Spule (3) mindestens eine Ankerlänge@länger ist als der zu messende Hub (h).
3. Hubgeber nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wicklung (6) in mehreren Windungslagen aufgeführt ist, die jeweils am eine Spulenende (12) beginnen oder enden wld an über die Spulenlänge verteilten Stelle enden oder beginnen.
4. Hubgeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wicklung (5) konstante Windungsdichte aufweist und dass vorzugweise diese erste Wicklung von einer Quelle konstanter Wechelspannung gespeist sit, während die andere Wicklung (6) ein elektrisches Hubsignal abgibt.
5. Hubgeber nach einem der vonangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Schwebekörper-Messgerät (10, 16) angewendet ist, wobei das aufwärts durchströmte Messrohr (10) (16) von einer Spule (11, 12, 5, 6) umgeben ist und der Schwebekörper, als Anker, mindestens teilweise aus magnetisierbarem Werkstoff besteht .

L e e r s e i t e