DE2026992A1

DE2026992A1 - Meßgerät fur Stromungsgeschwindigkeiten

Info

Publication number: DE2026992A1
Application number: DE19702026992
Authority: DE
Inventors: Kas Rudolf Taby Wiklund (Schweden) P
Original assignee: AGAAB. Lidmgo (Shweden), Vti Strohschank, Dipl Ing Heinz. Pat Anw 8000 München
Priority date: 1969-06-19
Filing date: 1970-06-02
Publication date: 1971-01-07
Also published as: FR2046886B3; NL7007652A; SE327585B; BE752143A; FR2046886A7

Description

Patentanwalt

Dipl.-fng. H. Strohschänk 2 Oz 69 9 2

8 München 60
Musäuss.trafleS 2.6.1970

190-832P

AGA AKTIEBOLAG, Lidingö 1 (Schweden)

Meßgerät für Strömungsgeschwindigkeiten

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßgerät für Strömungsgeschwindigkeiten mit Einrichtungen zum Erzeugen eines von zwei Polstücken ausgehenden variablen Magnetfeldes und zum Erfassen der Änderungen des Magnetfeldes anhand eines zwischen Elektroden induzierten elektrischen Stromes.

Bei bekannten i-ießgeräten, wie etwa Logs, dieser Art wird ein periodisches Magnetfeld erzeugt, das in ein das Meßgerät umgebendes strömendes K-edium hineinreicht, und zwischen Empfangselektroden des Meßgeräts wird dann bei Kelativbewegungen zwischen Meßgerät und strömendem Medium ein Strom induziert. Dieser Elektrodenstrom stellt ein Maß für die Größe der Relativgeschwindigkeit dar und liefert nach Verstärkung und Gleichrichtung in bekannter Weise ein Gleichspannungssignal, das einem Anzeigeinstrument zugeführt werden kann.

Ein Beispiel für ein Meßgerät dieser Art ist in der USA-Patentschrift 2 969 673 beschrieben. Bei diesem bekannten Meßgerät wird das variable !■-agnetfeld mit Hilfe eines Elektromagneten erzeugt, der seinerseits mit einem Wechselstrom gespeist wird. Eine solche Anordnung zum Erzeugen eines periodischen Magnetfeldes ist aber für Schiffe oder andere bewegliche Fahrzeuge deswegen von Nachteil, da dabei zur Erzielung eines starken Magnetfeldes ein hoher Strorafluß erforderlich ist, der eine zu

große Belastung für die verfügbare. Stromquelle, in den meisten Fällen eine Batterie, darstellen kann.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Meßgerät für Strömungsgeschwindigkeiten zu schaffen, das von diesem Mangel frei ist und nur einen geringen Speisestrombedarf aufweist.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß in einen die beiden Polstücke enthaltenden Magnetkreis ein mit einer Einrichtung zu seiner periodischen Bewegung gekoppelter Permanentmagnet eingefügt ist.

Die Verwendung eines Permanentmagneten, der drehbar oder schwingungsfähig angeordnet sein kann, ist insbesondere von Vorteil auf Schiffen und ähnlichen Fahrzeugen, da sie in Verbindung mit einer gegebenen Stromquelle wie etwa einer . Batterie zu wesentlich stärkeren Fluktuationen des peridischen Magnetfeldes führt als bisher, selbst wenn es einer gewissen Energie für die Erzeugung der periodischen Bewegung des Permanentmagneten bedarf.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 einen schematisch gehaltenen Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Meßgerät mit der zugehörigen Schaltung;

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Meßgerätes in einer schematisch gehaltenen Seitenansicht.

Das in Fig. 1 dargestellte Meßgerät besitzt ein im Schnitt gezeigtes Gehäuse H, dessen Grundfläche B beispielsweise zur Anbringung am Rumpf eines Schiffes vorgesehen ist. Das Gehäuse H kann aus Kunststoff bestehen. Die der Grundfläche B gegenüberliegende Oberfläche S des Gehäuses H'steht mit einem strömenden Medium wie etwa Wasser in Berührung,

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und in das Material des Gehäuses H sind zwei. Polstücke P1 und P2 so •eingebettet, daß sie mit einem Ende bis an die Oberfläche S heranreichen. Die anderen Enden der Polstücke P1 und P2 erstrecken sich in eine Kammer CH hinein, die im Inneren des Gehäuses H ausgebildet ist.

Innerhalb der Kammer CH ruht auf Blattfedern S1 und S2 ein Permanentmagnet K, der auf diese Weise Schwingungen in seiner Längsrichtung ausführen kann, wie dies durch einen Doppelpfeil A angedeutet ist. Der Permanentmagnet M besitzt für jedes Vorzeichen zwei Pole, die in der Zeichnung mit S und K bezeichnet sind. An einem Ende ist rund um den Permanentmagneten II eine Antriebsspule D angeordnet, die mit dem Ausgang eines Rückkopplungsverstärkers FA gekoppelt ist, dessen Eingang mit einer Rückkopplungsspule FC verbunden ist, die das andere Ende des Permanentmagneten M umgibt.

Der Empfang eines geschwindigkeitsabhängigen Signals geschieht mit Hilfe von Elektroden Et und E3 zu beiden Seiten der Polstücke P1 und P2 und einer Elektrode E2 zwischen den Polstücken P1 und P2. Die Elektroden E1 und E3 einerseits und die Elektrode E2 andererseits sind mit dem Eingang eines Verstärkers AH verbunden, an dessen Ausgang ein Gleichrichter R angeschlossen ist, zu dem die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors gehört. Die gleichgerichtete Spannung wird einem Filter F zugeführt, das einen Reihenwiderstand und einen Parallelkondensator enthält, und der Ausgangsstrom des Filters F, dessen Größe ein Maß für die Geschwindigkeit des mit dem erfindungsgemäßen Meßgerät ausgerüsteten Fahrzeugs darstellt, wird in ein Anzeigeinstrument MI eingespeist.

Eine synchrone ßteuerspannung für den Gleichrichter R wird der Basis von dessen Transistor von einer Abtastspule PC auf dem Polstück IT zugeführt.

Beim Betriebe des Meßgeräts von Fig. 1 vollführt der Permanentmagnet K eine Hin- und Herbewegung. Diese Bewegung wird bei der dargestellten Außführungsforrn von der Antriebsspule D bewirkt, die ihrerseits

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über den Rückkopplungssweig mit der Eückkopplungsspule FC und dem Rückkopplungsverstärker FA erregt wird. Insoweit handelt es sich um einen allgemein bekannten Typ von mechanischem Oszillator. Stattdessen läirt sich selbstverständlich auch jede andere Art von Anordnung für die Aufprägung einer Schwingungsbewegung auf den Permanentmagneten verwenden.

Die Schwingung des Permanentmagneten Ϊ-: läßt in dem Magnetkreis mit den Polstücken F1 und P2 ein fluktuierendes I-Jagnetfeld entstehen, dessen

P Allgemein form in der Zeichnung durch Feldlinien FL anp;edeutet ist. Bewegt sich das mit dem Meßgerät ausgerüstete Schiff relativ zu dem es umgebenden Wasser, so wird zwischen der Elektrode E2 einerseits und den Elektroden E1 und E3 andererseits ein der Geschwindigkeit dieser Bewegung proportionaler Strom induziert, und dieser induzierte Strom wird dem Verstärker Ai- zugeführt und dort verstärkt. Das Ausgangr-signal des Verstärkers AM ist daher ebenfalls ein .Vechselstror., dessen Stärke der Geschwindigkeit dos Schiffes proportional ist. Dieser Ausgangsatrom wird durch den Gleichrichter R gleichgerichtet, und eier gleichgerichtete Strom wird durch dar; Filter F geglättet, so daß schließlich ein der Geschwindigkeit proportionaler Gleichstrom in das Anzeigeinstrument Ml eingespeist wird, dessen Anzeige daher ein Maß für die Geschwindigkeit

^ des Schiffes darstellt.

Die Synchronsteuerung für den Gleichrichter R über die Abtastspule IC führt zu einem chopperartigen Gleichrichteruetrieb und zu einer Verbesserung im Arbeiten des Meßgeräts, indem sie den Gleichrichter R primär auf den durch die Schwingung des Permanentmagneten M induzierte:· Strom ansprechen läßt, während die Empfindlichkeit für Störungen wie beispielsweise Wellenbewegungen oder dergl. stark vermindert wiru.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsfonn, bei welcher der Permanentmagnet statt schwingungsfähig drehbar gelagert ist. Im "übrigen entspricht die Arbeitsweise dieser Ausfiihrun^sform der Arbeitsweise der Ausführungsforiii von Fig. 1 vollkommen.

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Claims

Patentansprüche

(,Ir'Meßgerät für Strömungsgeschwindigkeiten mit Einrichtungen zum Erzeugen eines von zwei Pol-stüeken ausgehenden variablen Magnetfeldes und zum Erfassen der Änderungen des Magnetfeldes anhand eines, zwischen Elektroden induzierten elektrischen Stromes, dadurch gekennzeichnet, daß in einen die beiden Polstücke (Pl und P2) enthaltenden Magnetkreis ein mit einer Einrichtung zu seiner periodischen Bewegung gekoppelter Permanentmagnet (M) eingefügt ist.
2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (M) schwingungsfähig angeordnet ist.
3. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (M) zwischen den Polstücken (Pl und P2) und drehbar angeordnet ist. ■
4. Heßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet₅ daß es eine Antriebsspule (PC) als Antrieb für den Permanentmagneten (M), eine auf die Schwingung des Permanentmagneten (II) ansprechende Rückkopplungsspule (FC) zum Erzeugen einer Rückkopplungsspannung und einen auf die Rückkopplungsspannung ansprechenden und ausgangsseitig mit der Antriebsspule (PC) verbundenen Rückkopplungsverstärker (FA) enthält.
5. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis M-, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufbereitung des induzierten Stromes nacheinander ein Verstärker (AM), ein Gleichrichter (R) und ein Anzeigeinstrument (MI) angeordnet sind.

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6. Meßgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine auf das variable Magnetfeld ansprechende und mit dem Gleichrichter verbundene Abtastspule (PC) zum Erzeugen einer synchronen Steuerspannung für den Gleichrichter (R).
7. Meßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet _s daß der Gleichrichter (R) einen Transistor enthält, dessen Eingangselektroden mit der Abtastspule (PC) verbunden sind.

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