-
Die Erfindung betrifft einen Wasserzähler-Adapter.
-
Bisher sind Wasserzähler einheitliche mechanische Vorrichtung, die die mechanischen Elemente zur Erfassung der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit in einem Rohr, beispielsweise in Form von Flügelrädern oder miteinander kämmenden Ovalzahnrädern od. dgl. und mechanische Anzeigen aufweisen. In Einzelfällen können auch elektronische Elemente zur Umwandlung der Messwerte in elektronische Werte, Verarbeitung und Anzeige derselben in einem einheitlichen gemeinsamen Gehäuse enthalten sein.
-
Nachteilig ist, dass bei Beibehaltung des elektromechanischen Erfassungsprinzips bei einer Weiterentwicklung der elektronischen Verarbeitung und Weiterübermittlung der gesamte Wasserzähler, ebenso wenn der elektronische Teil ausfällt, weil beispielsweise ein elektronisches Bauelement, beschädigt ist oder aus sonstigem Grunde ausfällt. In diesen Fällen muss die gesamte Wasserleitung stillgelegt und entleert werden. Der gesamte Wasserzähler muss aus der Leitung herausgenommen und durch einen vollständigen neuen Wasserzähler ersetzt werden. Dies ist mit einem erheblichen Aufwand verbunden und hemmt insbesondere auch die Modernisierung von Wasserzählern.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe einer Weiterentwicklung dahingehend zugrunde, dass bei Ausfall des elektronischen Teils eines Wasserzählers und/oder technischen Weiterentwicklungen ein Ersatz des gesamten Wasserzählers vermieden werden kann.
-
Zur Lösung der genannten Aufgabe sieht die Erfindung einen Wasserzähler-Adapter vor mit einem ein Gehäuse-Oberteil und ein Gehäuse-Unterteil aufweisenden Gehäuse und mit einer Hauptplatine, vorzugsweise mit einer Auswerteelektronik und mit mindestens einer Kommunikationseinrichtung zur Übertragung erfasster Durchflussdaten, wobei die Hauptplatine mindestens eine Detektorspule zur Erfassung der Bewegung einer teilweise mit metallischer Belegung versehenen Geberscheibe eines mit dem Wasserzähler-Adapter verbundenen Wasserzählers aufweist.
-
Die Erfindung sieht also vor, dass der mechanische Teil des Wasserzählers einschließlich metallbelegter Geberscheiben, die mit den Drehkörpern des Wasserzählers verbunden sind, in einem eigentlichen Wasserzähler-Gehäuse angeordnet ist, der elektronische Teil des Wasserzählers aber in dem erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapter einschließlich Sensor oder Detektorspulen zur Detektion der Drehung der teilweise metallbeschichteten Geberscheibe des Wasserzählers. Darüber hinaus sieht die Erfindung vor, dass die Hauptplatine mindestens eine Detektorspule zur Erfassung der Bewegung einer teilweise mit einer metallischen Belegung versehener Geberscheibe eines mit dem Wasserzähler-Adapter verbundenen Wasserzählers aufweist.
-
Die Erfindung trennt den Wasserzähler in einen eigentlichen mechanischen Wasserzählerteil und einen elektronischen Wasserzähler-Adapter in einem separaten Gehäuse auf, wodurch es möglich ist, sowohl bei Beschädigung oder Ausfall des elektronischen Teils als auch bei Weiterentwicklungen lediglich diesen Teil auszutauschen, den eigentlichen mechanischen Wasserzähler aber in der Rohrleitung zu belassen, so dass ein Austausch des elektronischen Teils mit wesentlich weniger Aufwand verbunden ist und damit auch eine Anpassung an technische Weiterentwicklungen ohne großen Aufwand und ohne große Kostenbelastung möglich ist.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Boden des Gehäuse-Unterteils eine Vertiefung (Aussetzung) Öffnung ausgebildet ist, die durch zwei ineinander übergehende oder sich überlappende kreisförmige Teilöffnungen gebildet ist, in die zwei Detektorspulen ragen.
-
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Kommunikationseinrichtung einen Stecker, vorzugsweise einen M-Bus Stecker aufweist und/oder dass die Kommunikationseinrichtung mindestens eine Antenne aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Kommunikationseinrichtung im Inneren einer Transponder-Platine eine spulenförmige Transponder-Antenne zur Nahfeld-Kommunikation aufweist. Die Transponder-Platine kann in bevorzugter Ausgestaltung derart ausgeführt sein, dass diese mittels Stiften parallel und mit Abstand zur Hauptplatine angebracht ist.
-
In weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass die Transponder-Platine auf ihrer der Hauptplatine abgewandten Oberfläche mit Strukturen unterschiedlichen Reflexionsvermögens ausgestattet ist, wobei insbesondere das Adapter-Deckteil in seiner Oberfläche oberhalb der Transponder-Platine ein transparentes Fenster aufweist, durch welche die Struktur auf der Oberfläche der Transponder-Platine erkennbar ist und/oder darüber hinaus eine Seriennummer sowohl in einem Speicher eine der Platinen gespeichert als auch die gleiche Seriennummer auf der Oberfläche der Transponder-Platine aufgebracht ist.
-
Eine äußerst bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse-Unterteil einen nach innen ragenden Vorsprung aufweist, der vorzugsweise nicht kreissymmetrisch ausgebildet ist, über den die Hauptplatine mittels eines Durchbruchs in der Hauptplatine aufsetzbar ist und über den der Adapter mittels einer vom Deckteil durchragenden Schraube am Wasserzähler befestigt ist. Gemäß weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Adapter-Deckteil einen Durchbruch aufweist, dem im Gehäuse-Unterteil ein vorspringendes Fertigungsteil zugeordnet ist, durch die eine Schraube hindurchsteckbar ist, die in eine Bohrung des mechanischen Wasserzählers eingeschoben ist, wodurch alle drei Teile miteinander verbindbar sind.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Seriennummer aus einem Speicher des Adapters auslesbar und mit der auf der Oberfläche der Transponder-Platine angebrachten Seriennummer vergleichbar ist.
-
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Wasserzähler-Adapters sieht vor, dass ein resonanter Schwingkreis neben einer nahe der Geberscheibe angebrachten stromdurchschlossenen Spule weiterhin jeweils einen Kondensator aufweist und dass die Auswerteelektronik zur Auswertung der unterschiedlichen Dämpfung eines jeweils an die Schwingkreise angelegten Spannungsimpulses aufgrund des Drehverhaltens oder der Drehstellung der Geberscheibe ausgebildet ist und, wobei insbesondere zwei Schwingkreise (8.1, 8.2) mit jeweils einer Detektorspule (7.8, 7.9; L1, L2) vorgesehen sind. Auch zeichnet sich eine Weiterbildung dadurch aus, dass ein Mikrocontroller ausgelegt ist, den oder die Schwingkreise mit jeweils einem Spannungsimpuls zu beaufschlagen und die Zeit zu detektieren, nach der die Spannung einer durch den Spannungsimpuls ausgelösten Schwingung des jeweiligen Schwingkreises unter einen vorgegebenen Schwellwert fällt, wobei insbesondere weiterhin die Detektionsfrequenz und damit die Frequenz mit der der oder die Schwingkreise mit einem Spannungsimpuls beaufschlagt werden in Abhängigkeit von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Geberscheibe veränderbar ist.
-
Die Erfindung beinhaltet darüber hinaus eine Vorrichtung zum Erfassen des Durchflusses einer durch eine Leitung fließenden Flüssigkeit, die gekennzeichnet ist durch einen erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapter. Dabei kann vorgesehen sein, dass zwei Detektorspulen relativ zur Drehachse der Geberscheibe unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind.
-
Dabei ist nur der mechanische Teil des Wasserzählers einschließlich metallbelegter Geberscheiben, die mit den Drehkörpern des Wasserzählers verbunden sind, in einem eigentlichen Wasserzähler-Gehäuse angeordnet, während der elektronische Teil des Wasserzählers aber in dem erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapter einschließlich Sensor oder Detektorspulen zur Detektion der Drehung der teilweise metallbeschichteten Geberscheibe des Wasserzählers. Die Erfindung sieht bevorzugt vor, dass die Hauptplatine mindestens eine Detektorspule zur Erfassung der Bewegung einer teilweise mit einer metallischen Belegung versehener Geberscheibe eines mit dem Wasserzähler-Adapter verbundenen Wasserzählers aufweist.
-
Derart wird der Wasserzähler in einen eigentlichen mechanischen Wasserzählerteil und einen elektronischen Wasserzähler-Adapter in einem separaten Gehäuse aufgetrennt, wodurch es möglich ist, sowohl bei Beschädigung oder Ausfall des elektronischen Teils als auch bei Weiterentwicklungen lediglich diesen Teil auszutauschen, den eigentlichen mechanischen Wasserzähler aber in der Rohrleitung zu belassen, so dass ein Austausch des elektronischen Teils mit wesentlich weniger Aufwand verbunden ist und damit auch eine Anpassung an technische Weiterentwicklungen ohne großen Aufwand und ohne große Kostenbelastung möglich ist.
-
Wenn die Geberscheibe sich nicht oder sehr langsam dreht, muss die Erfassung ihrer Umdrehung nicht mit hoher Abfragefrequenz erfolgen, sondern kann mit einer geringen Abfragefrequenz durchgeführt werden, wodurch der Energieverbrauch reduziert wird, da in der Regel die Energie für eine solchen elektronische Zählervorrichtung durch eine Batterie zur Verfügung gestellt werden muss. Hierdurch kann die Lebensdauer der Batterie erhöht werden. Wenn die Geberscheibe sich allerdings schnell dreht, so sind höhere Erfassungsraten notwendig. Die Einstellung der Erfassungsraten je nach Drehgeschwindigkeit kann durch die Auswerteelektronik selbst vorgenommen werden.
-
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapters sieht vor, dass eine Seriennummer in einem elektronischen Speicher des Wasserzähler-Adapters gespeichert, aus dem Speicher ausgelesen und auf mindestens einer Platine (Hauptplatine) und/oder Transponder-Platine angebracht wird.
-
In Weiterbildung kann hierzu vorgesehen sein, dass die Seriennummer mittels Laserbeschriftung auf der Platine angebracht wird.
-
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Kommunikation, wie Programmierung, Übertragung von Parametern sowie Auslesen von Messdaten, über Nachkommunikation (Transponder) erfolgt.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapters dargestellt ist. Dabei zeigt:
-
1a eine perspektivische Darstellung des geschlossenen Wasserzähler-Adapters von außen;
-
1b eine Explosionsdarstellung zur Zuordnung des erfindungsgemäßen Adapters zu einem mechanischen Wasserzähler;
-
1c ein Schnitt durch den Adapter;
-
2 eine Explosionsdarstellung wesentlicher Teile des erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapters;
-
3a eine Sicht in das Gehäuseunterteil des erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapters;
-
3b eine Sicht von außen auf die Unterseite des Gehäuseunterteils des erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapters;
-
4a eine Sicht in das Innere des Gehäuseoberteils des erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapters;
-
4b eine Sicht von außen auf das Gehäuseoberteil des erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapters;
-
5a eine perspektivische Darstellung der Platinen des erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapters; mit einer unteren Hauptplatine und einer oberhalb mit Abstand zu dieser angeordneten Mafell- oder Transponderantenne;
-
5b eine Sicht von unten auf die Hauptplatine; und
-
5c eine Seitenansicht von Haupt- und Transponderplatine.
-
6 eine schematische Darstellung der Zuordnung der Detektorspulen zu einer Geberscheibe mit dem elektronischen Schaltkreis als Black Box;
-
7 ein Blockschaltbild der Elektronik der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
-
8a–8d das Dämpfungsverhalten der Schwingkreise mit den beiden der Geberscheibe zugeordneten Detektorspulen in Abhängigkeit von der Stellung der Geberspule bzw. dessen metallisch belegter Hälfte relativ zu den Detektorspulen.
-
Der erfindungsgemäße Wasserzähler-Adapter 1, im folgenden lediglich als Adapter bezeichnet, weist ein Gehäuse 2 bestehend aus einem Gehäuse-Unterteil 3 und einem Gehäuse-Deckteil 4 auf (1).
-
Ein mechanischer Wasserzähler 1a, mit dem der erfindungsgemäße Adapter 1 zu verbinden ist, weist in einer oberen Abdeckplatte 1a.1 einen mechanischen Zähler auf (nicht dargestellt). Daneben befindet sich eine Vertiefung 1a.2, die gegebenenfalls bei einem Zähler ebenfalls abgedeckt ist, zur Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Adapter 1 aber freigegeben ist. Am Grund der Vertiefung 1a.2 ist eine Geberscheibe 1a.3 des Wasserzählers 1a dargestellt, die auf der Oberseite in einem Teilbereich mit einer Metallfolie oder einer sonstigen metallischen Belegung versehen ist. Das Unterteil 3 des Adapters 1 ist mit einem Vorsprung 3a an die Vertiefung 1a.2 des Wasserzählers 1a angepasst, so dass er in die Vertiefung 1a.2 eingesteckt werden kann. So weist der Vorsprung 3a eine seitliche Ausnehmung 3a.1 auf, die an eine innere Rippe 1a.4 seitlich der Vertiefung 1a.2 des Wasserzählers 1a angepasst ist. Detektorspulen 7.8, 7.9 (3, 5b, 5c) einer Hauptplatine 7 können in eingebautem Zustand des Adapters 1 eines Wasserzählers 1a unmittelbar oberhalb der Geberscheibe 1a.3 zu liegen.
-
Zur Abdichtung des Inneren des Gehäuses 2 ist zwischen den beiden Gehäuseteilen 3, 4 ein Dichtungsring 5 vorgesehen. Das Gehäuseoberteil 4 weist ein transparentes Fenster 4.2 auf, durch die eine Nahfeld- oder Transponder-Platine 6 sichtbar ist.
-
Weitere Teile des erfindungsgemäßen Adapters sind eine Hauptplatine (Printed Circuit Board – PCB), Stifte 7.1, über die die Transponder-Platine 6 an der Hauptplatine 7 in Durchbrüchen 7.2 festlegbar ist, eine Antenne 7.3, die der kreisförmigen Kontur des Gehäuses angepasst ist, und ein hierzu im rechten Winkel stehendes Befestigungsteil 7.5 aufweist. Auf der Hauptplatine (PCB) sind Detektorspulen 7.8, 7.9 vorgesehen, die mit einer entsprechenden Geberscheibe des Wasserzählers zusammenwirken, an dem der Wasserzähler-Adapter festgelegt wird, wobei die Geberscheibe teilweise metallisch belegt ist.
-
Die Befestigung des Adapters erfolgt mittels einer Schraube (nicht dargestellt) durch eine Bohrung 4.3 im Deckteil 4, wobei der Schraubenkopf durch eine Dichtung 4.4 (2) abdeckbar ist. Die Schraube (nicht dargestellt) ist durch ein mit einer zylindrischen Bohrung versehenes Führungsteil 3.3 in Form eines im wesentlichen zylindrischen Vorsprungs (2, 3), das im Unterteil 3 ausgebildet ist, hindurchsteckbar und an einem Befestigungsgewinde des mechanischen Wasserzählers 1a festschraubbar ist. Im zusammengesetzten Zustand ist das Führungsteil 3.3 durch einen konzentrisch zu diesem und der Bohrung 4.3 ausgebildeten Zylinder 4.5 des Deckteils 4 umfasst.
-
Weiterhin ist eine Batterie 2.1 zur Stromversorgung der elektrischen Elemente von Haupt-Platine 7 und Transponder-Platine 6 vorgesehen. Das zylindrische Führungsteil 3.3. des Unterteils 3 ist an der Außenseite mit achsparallelen Rippen 3.4 versehen, die die Stabilität erhöhen und im Übrigen eine Ausrichtung der über dieses Führungsteil 3.3 steckbaren Hauptplatine 7 im Durchbruch 7.7. mit entsprechender Innenkontur aufweist. Das Unterteil 3 weist in seinem Boden eine Ausnehmung 3.5 auf, die aus zwei ineinandergreifenden oder überlappenden kreisförmigen Ausschnitten gebildet ist und in die Detektorspulen 7.8, 7.9 zur berührungslosen Beaufschlagung durch die Geberscheiben des Wasserzählers ragen.
-
Im Inneren des Unterteils 3 ist weiterhin ein Vorsprung 3.6 ausgebildet, der einen Träger für die Antenne 7.3 bildet. Kern des erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapters 1 bildet die Hauptplatine 7 mit der zugehörigen Transponder-Platine 6. Die Hauptplatine 7 trägt – zusätzlich zu den Detektorspulen 7.8, 7.9 elektronische Elemente, die einzeln nicht dargestellt sind. Die Hauptplatine hat eine teilkreisförmige Ausnehmung 7.10 zur Aufnahme der Batterie 2.1. Weiterhin weist die Hauptplatine 7 einen Mikroprozessor oder ein Mikrocontroller sowie einen Speicher auf, um die von den Detektorspulen durch Drehen der Geberscheiben des Wasserzählers erfassten Durchflusswerte des Wasserzählers zu verarbeiten und zu speichern. Die Transponder-Platine 6 weist insbesondere eine Transponder-Antenne, die in Form einer Transponder-Platine angeordnet ist.
-
Die Transponder-Platine 6 bildet einen integrierten Schaltkreis mit einem Gehäuse aus einem Material mit geringerer Reflektivität, das also dunkel erscheint. Die Oberfläche der Transponder-Platine ist mit einer hohen Reflektitivtät, also einer hellen Schicht 6.1 versehen. Diese kann entweder strukturiert abgetragen oder aber mit einer kontrastierenden, also reflexionsarmen Struktur versehen werden. Diese Struktur enthaltet die Gerätenummer des Adapters, die gleichzeitig in einem elektronischen Teil des Adapters insbesondere auf der Hauptplatine 6, wie im dortigen Speicher elektronisch gespeichert ist. Verfahrensmäßig geschieht dies derart, das im Zuge der Herstellung die Seriennummer des Adapters über die Transponder-Antenne der Transponder-Platine ausgelesen und in einem Zug direkt als Struktur in dem beschriebenen Sinne auf der Oberfläche derselben aufgebracht wird. Die Seriennummer ist dann, wie weiter oben gesagt, durch das transparente Fenster 4.2 im Deckteil des Gehäuses sichtbar. Damit ist die Adapter-Platine von Beginn des Fertigungsprozesses stets mit einer Gerätenummer sowohl intern in einem Speicher als auch äußerlich markiert und beide Gerätenummern stimmen überein. Fehler bei der späteren Wartung und Service werden damit zumindest minimiert.
-
Die 6 zeigt beispielhaft eine durch eine strömende Flüssigkeit in Drehung um eine Achse A versetzte Geberscheibe 1a.3 eines Wasserzählers, wobei die Übertragung der Strömungsgeschwindigkeit auf die Geberscheibe in unterschiedlicher Weise erfolgen kann, beispielsweise durch eine Turbine, ein Flügelrad oder dergleichen. Die Geberscheibe ist zur Hälfte mit einer Metallbeschichtung 1a.5 aus Kupfer oder Aluminium belegt (in der 6 schwarz dargestellt), wobei sich also die Metallbelegung 1a.5 über 180° um die Drehachse A erstreckt. Oberhalb der Geberscheibe 1a.3 sind Detektorspulen 7.8 (gleich L1) und 7.9 (gleich L2) angeordnet, die Teile von Schwingkreisen 8.1, 8.2 sind, die neben den Spulen L1, L2 parallel Kondensatoren C1, C2 aufweisen. Weiterhin ist schematisch als Block oder Black Box die Auswerteelektronik 9 in der 6 dargestellt.
-
Die gesamte elektronische Schaltung 9, die sich auf der Hauptplatine 7 und der Transponder-Platine 6 befindet, ist in der 7 dargestellt. Sie weist neben einem Mikrocontroller 10 eine Detektorschaltung 11 mit den beiden resonanten Schwingkreisen 8.1, 8.2, die Transponder-Schaltung 12 (in der Transponder-Platine 6) und einen Funksender 13 mit einer Antenne 13.1 auf. Teil der Detektorschaltung 11 ist neben den resonanten Schwingkreisen 8.1, 8.2 ein Kondensator C3, über dem die Schwingkreise 8.1, 8.2 geerdet sind, der dazu dient eine Vorspannung zu bewirken, so dass die gedämpften Schwingungen der Schwingkreise 8.1, 8.2 nicht um die Spannung 0 schwingen, sondern um einen vorgegebenen positiven Spannungswert.
-
Der Mikrocontroller 10 weist in üblicher Weise einen Prozessor 10.1 (Central Processing Unit), einen Flash-Speicher 10.2 zur Speicherung der Verarbeitungsprogramme und zum Abspeichern aufgenommener Mess- und Detektionsdaten, einen RAM 10.3 mit den Schwingkreisen 8.1, 8.2 verbundenen Messkreis 10.4, einen Zeitschaltkreis 10.5, eine Echtzeituhr 10.6 mittels derer sämtliche Elemente des Mikrocontrollers getaktet werden sowie ein Interface 10.7 (Schnittstelle) auf. Der Zeitschaltkreis wird durch einen Kristallschwingkreis 10.8 beaufschlagt.
-
Der Mikrocontroller 10 ist – programm- bzw. softwaremäßig – derart ausgelegt, dass er mit gewisser Frequenz von beispielsweise 200 Hz (entsprechend 50 ms Zeitabstand) die Schwingkreise mit Spannungsimpulsen beaufschlagt.
-
Die Schnittstelle 10.7 dient zur Übertragung der Messdaten, aber auch zur Programmierung bzw. zum Einstellen von Parametern.
-
Zum einen ist über sie die Transponder-Platine 12 mit dem Mikrocontroller 10 verbunden. Die Transponder-Platine 12 weist den eigentlichen Transponder 12.1 sowie eine Transponder- oder Nahfeld-Antenne 12.2 auf. Weiterhin ist über die Schnittstelle 10.7 der Funksender 13 mit dem Mikrocontroller 10 verbunden.
-
Werden die Schwingkreise 8.1, 8.2 mit einem Spannungsstoß beaufschlagt, so ergibt eine gedämpfte Schwingung, wobei die Dämpfung dadurch bestimmt wird, ob sich die Spule L1 bzw. L2 des jeweiligen Schwingkreises 8.1, 8.2 sich in der Nähe der metallisch belegten Hälfte der Geberscheibe 1a.3 befindet oder in der Nähe der nicht metallisch belegten Hälfte im ersteren Fall ist die Dämpfung stärker. Dies ist aus der 8, insbesondere 8a ersichtlich, wo der Schwingkreis 8.1 der in der Nähe der metallisch belegten Hälfte der Geberscheibe 1a.3 befindlichen Spule L1 eine stärkere Dämpfung aufweist als der andere Schwingkreis 8.2 mit der Spule L2, die sich in der 8a über der nicht metallisch belegten Hälfte der Geberscheibe 1a.3 befindet.
-
Bei der Position der Geberscheibe der 8b befinden sich beide Spulen L1, L2 über der metallisch belegten Hälfte der Geberscheibe 1a.3. Die Dämpfung ist gleich. Bei der 8c sind die Verhältnisse gegenüber der 8a umgekehrt. Bei der 8d befinden sich beide Spulen über der nicht metallisch belegten Hälfte der Geberscheibe 1a.3, so dass beide die gleiche geringere Dämpfung gegenüber der Darstellung der 8b aufweisen. Durch die Anordnung zweier Spulen über der Geberscheibe 1a.3 unter einem Winkel von 90° relativ zur Drehachse A lässt sich derart die Drehrichtung der Geberscheibe 1a.3 bestimmen, wobei die Abfolge der Signale der 8a bis 8d der durch den Pfeil P angezeigten Drehrichtung entspricht. Bei entgegengesetzter Drehrichtung würde nach dem Sensormuster beider Schwingkreise 8.1, 8.2 der 8a als nächstes nicht das Muster der 8b, sondern das Muster der 8d auftreten.
-
Der Einsatz des erfindungsgemäßen Wasserzähler-Adapters geschieht in der folgenden Weise. Wie schon beschrieben, wird der Adapter mittels einer Schraube insgesamt im eigentlichen Wasserzähler befestigt, so dass dessen Geberscheiben in die Ausnehmung 3.5 des Gehäuseunterteils 3 ragen und deren Bewegung dort von dem Detektorspulen 7.8, 7.9 im Betrieb erfasst werden kann. Die erfassten Umdrehungen werden elektronisch mit dem auf der Hauptplatine 7 befindlichen Mikrokonroller 10 verarbeitet und in einem ebenfalls auf der Hauptplatine 7 befindlichen Speicher gespeichert. Das Auslesen der gespeicherten Werte erfolgt vorzugsweise per Funk, sei es über die Hauptantenne 7.3 durch Fernübertragung oder aber über die Transponder-Spule der Transponder-Platine 6 mittels Nahfeldübertragung. Letztere kann auch genutzt werden, um durch Nahfeldkommunikation eine Programmierung und/oder Parametrierung der Elektronik, d. h. der Speicher der Hauptplatine vorgesehenen Software vorzunehmen. Alternativ kann – nicht dargestellt – das Gehäuse einen kabelbasierten M-Bus-Anschluss aufweisen, über den mittels Steckkontakt Auslesung und Programmierung erfolgen kann.
-
Bei der Überwachung wird die Amplitude der gedämpften Schwingung direkt beobachtet. Nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit nach der Anregung der Schwingung wird durch einen Vergleicher innerhalb der Schaltung 11 festgestellt, ob die verbleibende Amplitude oberhalb oder unterhalb eines vorgegebenen Vergleichswert liegt, wodurch festgestellt werden kann, ob im Schwingkreis die stärkere Dämpfung vorliegt, wenn die Spule sich oberhalb der metallisch belegten Hälfte der Geberscheibe 1a.3 befindet oder die weniger stark gedämpfte Schwingung, wenn sich die Spule oberhalb des nicht metallisch belegten Teils der Geberscheibe 1a.3 befindet.
-
Nach dem Starten des Steuerprogramms des Mikrocontrollers 10 (das im Flash Memory 10.2 gespeichert ist), wird der Detektorkreis 10.4 durch Programmierung seiner speziellen Konfigurationsregister initialisiert. Von diesem Zeitpunkt an erzeugt der Detektorkreis 10.4 periodisch die erwähnten Energie- oder Spannungsimpulse für die Schwingkreise 8.1, 8.2 und detektiert in der beschriebenen Weise mittels Vergleichs die gedämpften oder ungedämpften Bedingungen für jeden der Schwingkreise 8.1, 8.2, ohne dass ein größerer Softwareaufwand erforderlich ist. Änderungen der Dämpfungsbedingungen entsprechen dem Drehwinkel des Geberrads 1a.3 der beiden Schwingkreise 8.1, 8.2 werden detektiert und im Hauptprogramm ein Interrupt erzeugt.
-
Um Batterieleistung zu sparen, kann die Wiederholrate an die Drehgeschwindigkeit des Rades angepasst werden. Wenn kein Durchfluss stattfindet, also die Änderungsrate des Schwingverhaltens der Schwingkreise 8.1, 8.2 über mehrere Messungen hin gering ist, kann die Wiederholrate reduziert werden, bis auf beispielsweise 8 Hz oder weniger. Bei höherem Durchfluss und damit bedingter schnellerer Rotation der Geberscheibe 1a.3 kann die Messfrequenz auf 200 Hz oder mehr erhöht werden. Die Messinformation wird im Mikrocontroller aufgenommen und im Flash Memory 7.2 zwischengespeichert. Sie kann innerhalb eines Netzes von mehreren Messeinrichtungen über den Funksender 13 und dessen Antenne 13.1 zu einer zentralen Verarbeitungseinheit übertragen werden oder aber zu einem bestimmten Ablesezeitpunkt lokal durch Nahfeldkommunikation vom Transponder-Antenne 12.2 ausgelesen werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Wasserzähleradapter
- 1a
- Wasserzähler
- 1a.1
- obere Abdeckplatte
- 1.a.2
- Vertiefung
- 1.a.3
- Geberscheibe
- 1.a.4
- innere Rippe
- 1a.5
- Metallbeschichtung
- 2
- Gehäuse 2
- 2.1
- Batterie
- 3
- Gehäuseunterteil
- 3a
- Vorsprung
- 3a.1
- Ausnehmung
- 3.1
- Durchbruch
- 3.3
- Führungsteil
- 3.4
- Rippen
- 3.5
- Ausnehmung
- 3.6
- Vorsprung
- 4
- Deckteil
- 4.1
- Aufnahmezylinder
- 4.2
- transparentes Fenster
- 4.3
- Bohrung
- 4.4
- Dichtung
- 4.5
- Zylinder
- 5
- Dichtungsring
- 6
- Transponder-Platine
- 6.1
- helle Schicht
- 7
- Haupt-Platine
- 7.1
- Stifte
- 7.2, 7.7
- Durchbrüche
- 7.3
- Antenne
- 7.5
- Befestigungsteil
- 7.8, 7.9
- Detekorspule
- 7.10
- Aussparung (in 7)
- 8.1, 8.2
- Schwingkreise
- 9
- Auswerteelektronik
- 10
- Mikrocontroller
- 10.1
- Prozessor
- 10.2
- Flash-Speicher
- 10.3
- RAM
- 10.4
- Messkreis
- 10.5
- Zeitschaltkreis
- 10.6
- Echtzeituhr
- 10.7
- Interface (Schnittstelle)
- 10.8
- Kristallschwingkreis
- 11
- Detektorschaltung
- 12
- Transponder-Schaltung
- 12.1
- Transponder
- 12.2
- Transponder- oder Nahfeld-Antenne
- 13
- Funksender
- 13.1
- Antenne
- A
- Drehachse
- C1–C3
- Kondensatoren
- P
- Pfeil
