DE2043252B2 - Durchflussmessgeraet - Google Patents

Description

durch gekennzeichnet, daß die magnetisch schaltbareti Kontakte (130) in dem mit einer einseitigen Längsbohrung (124) versehenen Dorn (109) angeordnet sind.

13. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die das einstellbare Magnetfeld erzeugende Spule (131) in der Längsbohrung (124) des Domes (109) untergebracht ist.

14. Durchfiußmeßgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet als Ringmagnet (110) ausgebildet ist.

15. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Domes (109) zur Zulauf- und/oder zur Ablaufrichtung des strömenden Mediums geneigt angeordnet ist.

16. Durchflußmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch schsltbaren Kontakte (130) in Bewegungsrichtung des Körpers (108) verschiebbar angeordnet sind.

17. Durchflußmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der magnetisch schaltbaren Kontakte (130) mindestens ein den magnetischen Fluß zu den Kontaktzungen führendes Flußleitblech (155) vorgesehen ist.

18. Durchflußmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Meßwertgeber verwendet ist, der Steuersignale zur Steuerung der Fördermenge einer Pumpe einer Dosiervorrichtung liefert, die in Abhängigkeit vom ermittelten Durchsatz ein Medium zuführt.

Die Erfindung betrifft ein Durchflußmeßgerät, insbesondere mit einem sich in Strömungsrichtung erweiternden Meßraum, in dem ein in Strömungsrichtung gegen eine Kraft verschiebbarer Körper vorgesehen ist, dessen Position vom Durchsatz abhängig ist und der ein auf relativ zum Meßraum fest angeordnete magnetisch schaltbare Kontakte einwirkendes Magnetfeld beeinflußt.

Es ist ein Durchflußmesser bekanntgeworden, bei dem ein Schwebekörper in einen sich nach oben erweiternden Meßraum von der durchfließenden Flüssigkeit bzw. dem durchströmenden Gas je nach dem momentanen Durchfluß angehoben wird. Der

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Schwebekörper trägt dabei einen Permanent- als der Netzfrequenz betrieben werden. Die von magneten, der einen außerhalb des Meßraumes an- derartigen Differentialtransformatoren gelieferten geordneten magnetisch schaltbaren Kontakt (,Reed- Spannungen liegen im mV-Bereich, und es muß kontakt) schaltet, wenn der Schwebekörper durch daher ein Meßverstärker vorgesehen sein. Zur Andes durchfließende Medium bis in den Bereich dieses 5 zeige des Durchflußmeßwertes dienen im allgemei-Kontaktes angehoben wird. Der Kontakt ist in Rieh- nen Gleichstromanzeiger, weshalb an den MeB-tung der Bewegung des Schwebekörptrs verschieb- verstärker noch ein Gleichrichter angeschlossen werbar angeordnet. Reed-Kontakte sind in ein Glas- den muß. Sollen von einem bestimmten vorgegeberöhrchen in Schutzgasatmosphäre eingeschmolzene nen Wert aus sowohl Zunahme als auch Abnahme ferromagnetische Kontaktzungen, die unter der Ein- io des Durchsatzes bestimmt und angezeigt werden, wirkung eines Magnetfeldes den Kontakt schließen so ist ein phasenempfindlicher Gleichrichter erfor- oder öffnen. Die magnetische Feldstärke, bei der der derlich, da anderenfalls die Anzeige doppeldeutig Kontakt öffnet oder schließt, ist nicht veränderbar würde.

und lediglich von der Bauart und den Herstell- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein

toleianzen abhängig. Durch Verschieben des Kon- 15 Durchflußmeßgerät zu schaffen, bei dem mit Hilfe

tak'.es Kann ucr uurcniiuowen eingestellt weruen, eines 111agnciiM.11 juiai^aiw· «^.._t„i.«·., .«B.J..11.

bei dem der Kontakt schaltet. Zwar ist mit dieser der Strömung der momentane Durchfluß feststell-

Anordnune eine Durchflußmussung möglich, wenn bar ist.

die Position des Schwebekörpers visu -11 erfaßt wird. Gelöst wird die Aufgabe jei einer Anordnung beispielsweise mit Hilfe einer Skalierung, die auf 20 der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung einem Fenster angebracht ist. Es ist jedoch mit dadurch, daß ein in seiner Stärke an- und abdieser Anordnung nicht möglich, den Meßwert zu schwellendes zusätzliches Magnetfeld vorgesehen ist. übertragen, beispielsweise in Form eines elektrischen das im Bereich der magnetisch schaltbaren Kontakte Signals," und ihn an einer anderen Stelle anzuzeigen dem von dem Körper beeinflußten Magnetfeld uber- oder weiterverarbeiten. Der verschiebbare Kon- 25 lagert ist. und daß zur Weiterverarbeitung des als takt ist lediglich ein einstellbarer Grenzwertmelder. Meßwert dienenden Schaltvorganges an dem mader nur das Erreichen bzw. Überschreiten oder gnetisch schaltbaren Kontakt eine sein Schalten aus-Unierschreiten zines Grenzwertes feststellen und wertende elektrische Vorrichtung angeschlossen ist. melden kann. Das auf den Kontakt wirkende Magnetfeld wird Fs sind außerdem Strömungswächter bekannt- 30 durch den Körper beeinflußt, also verstärkt oder geworden, bei denen durch die Strömung ein Körper geschwächt, und die magnetische Feldstärke an den ent siegen einer Federkraft bewegt wird, der einen Kontakten steht in einem festen Zusammenhang mit Permanentmagneten trägt und der einen außerhalb der Position des Körpers. Um nun von außen her der Strömung"vorgesehenen Reedkontakt schaltet. die Position des Körpers rückwirkungsfrei feststellen Mit diesen beiden bekannten Anordnungen ist 35 zu können, ist das an- und abschwe'!ende Magnetjedoch '(eine Messung, sondern lediglich eine" Über- feld vorgesehen, dessen Amplitude so gewählt ist, wachung des Durchflusses möglich; es wird durch daß der Kontakt bei jedem Feldstärkenanstieg und Öffnen oder Schließen des Reed-Kontaktes nur bei jedem Feldstärkenabfall umschaltet. Da der sicnalisiert, ob ein bestimmter Durchfluß über- bzw. Kontakt zum Umschalten jeweils dieselbe Fe dunterschritten ist. 40 stärke erfordert, die tatsächlich vorhandene FeId-Es sind auch Durchflußmeßgeräte bekannt- stärke aber die Summe bzw. die Differenz zwischen geworden, die einen in S.römungsrichtung gegen der Feldstärke des einstellbaren Magnetfeldes und eine Kraft verschiebbaren Körper aufweisen, dessen des vom Körper beeinflußten Magnetfeldes bildet. Position vom Durchsatz abhängig ist und der seiner- ist die jeweilige Lage des Körpers bestimmbar. Zu scits die Stellung eines magnetisch wirksamen Glie- 45 jeder möglichen Position des Körpers gibt es einen des bestimmt. Dev Schwebekörper bewegt über eine unveränderlichen Wert des veränderlichen Magnet-Betätigungsstange einen Eisenkern. Die Stellung des feldes, bei dem der magnetisch schaltbare Kontakt Eisenkernes wird in einer Spule oder in einem Diffe- umschaltet, so daß durch Bestimmung des einstellrentialtransformator in ein elektrisch Signal un.- baren Magnetfeldes die Position des Körpers und gesetzt. Nachteilig ist dabei, daß entweder eine 50 damit der Durchfluß meßbar ist. Der besondere VorDurchführung aus dem Meßrohr nach außen vor- teil der Erfindung liegt darin, daß mit einem einhanden sein muß oder daß eine Übertragung der fachen, billigen und betriebssicheren magnetisch Verschiebebewegung des Körpers über eine Art ma- schaltbaren Kontakt und zusätzlich einem in seiner gnetischer Kupplung erfolgen muß. Die Nachteile Feldstärk- an- und abschwellenden Magnetfeld eine einer Durchführung liegen in dem Abdichtproblem 55 berührungs- und rückwirkungsfreie Durchfiuß- und den Reibungsverlusten begründet, wogegen bei messung durchgeführt werden kann. Dabei ist es der Übertragung der Verschiebebewegung mittels nicht nur möglich, einen Grenzweit zu bestimmen, einer Magnetkupplung zusätzliche Ungenauigkeiten sondern es kann der gesamte Meßbereich der Aneingeführt werden, weil die Magnetkupplung eine Ordnung stufenlos erfaßt werden, bestimmte Ansprechverschiebung aufweist. Der be- 60 Die Beeinflussung des Magnetfeldes am Ort der sondere Nachteil dieser Meßvorrichtungen liegt je- magnetisch schaltbaren Kontakte durch den Körper doch in dem großen Aufwand, den die Verwendung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Körper eines Differentialtransformators und der zu ihm aus ferromagnetischem Material besteht, wodurch erforderlichen Schaltung verursacht. Es ist außer sich bei Verschieben des Körpers der Feldverlauf dem relativ teueren Differentialtransformator ein 65 ändert, weil der Körper einen veränderlichen Neben-Generator für den Transformator nötig, da zur Er- schluß für das magnetische Feld darstellt, in dem sich höhung der Empfindlichkeit derartige Transforma- die magnetisch schaltbaren Kontakte befinden. Bei toren im allgemeinen mit einer höheren Frequenz einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung

dagegen ist der Körper mit einem Dauermagneten tion des Körpers, liegt jedoch stets unterhalb des

versehen, dessen magnetische Feldstärke im Bereich Schaltwertes. Erst durch die Überlagerung des gleich-

der magnetisch schaltbaren Kontakte von der Posi- gerichteten einstellbaren Magnetfeldes wird der

tion des Körpers abhängig ist. Je nachdem, ob sich Schaltwert erreicht. Auch hier läßt sich wieder eine

der Körper bei sich änderndem Durchfluß von den 5 eindeutige Zuordnung des Wertes des einstellbaren

magnetisch schaltbaren Kontakten entfernt oder sich Magnetfeldes zur Position des Körpers und damit

ihnen nähert, ändert sich entsprechend die magne- zum Durchfluß erzielen. Der besondere Vorteil aller

tische Feldstärke im Bereich der schaltbaren Kon- dieser Ausführungsformen liegt vor allem darin,

takte. Durch zweckmäßige Anordnung der relativen daß es auch aus größeren Entfernungen ohne beson-

Lage des oder der schaltbaren Kontakte zum Dauer- io deren Aufwand möglich ist, den Durchfluß über

magneten des Körpers ist es möglich, einen ein- den gesamten Meßbereich hinweg festzustellen. Da-

deutigen Zusammenhang zwischen Feldstärke am durch eignen sich diese Geräte besonders auch zur

Ort der magnetisch schaltbaren Kontakte und Posi- Fernmessung. Dabei sind diese Vorrichtungen mit

tion des Körpers und damit den Durchfluß zu er- dem vom Körper beeinflußten Magnetfeld und dem

zielen. Zum erstmaligen Herstellen einer Skalierung 15 einstellbaren Magnetfeld grundsätzlich auch zu-

muß selbstverständlich der Durchfluß mit Hilfe sammen mit einer Dosiervorrichtung zu deren durch-

cines anderen Gerätes ermittelt werden. flußabhängiger Steuerung verwendbar.

Das veränderbare Magnetfeld kann mit Hilfe Um einen Handabgleich zu ersparen, um also das

eines Dauermagneten erzielt sein, der mechanisch Verstellen des einstellbaren Magnetfeldes bis zum

bewegbar ist oder der mit einem veränderbaren »0 Umschalten der magnetisch schaltbaren Kontakte

magnetischen Nebenschluß versehen ist. Bei einer selbsttätig durch das Gerät durchführen zu lassen,

besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin- ist bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei

dung ist jedoch zur Erzeugung des veränderbaren der die beiden Magnetfelder im Bereich der magne-

Magnetfeldes eine Spule vorgesehen, die beispieis- tisch schaltbaren Kontakte entgegengesetzt gerichtet

weise unmittelbar um die magnetisch schaltbaren »5 sind, vorgesehen, daß der die Spule durchfließende

Kontakte gewickelt sein kann. Durch Verändern des Strom in seiner Stärke von einem Steuergerät be-

Spulenstromes kann ein beliebiger zeitlicher Verlauf einflußt ist, das bei geschlossenem Kontakt den

der Magnetfeldstärke erzielt werden, was auch durch Strom erhöht und bei geeoffnetem Kontakt den

Fernverstellung oder Fernsteuerung des Stromes in Strom vermindert. Ebenso ist es möglich, ein Steuer-

sehr einfacher Weise vorgenommen werden kann. 30 gerät vorzusehen, das bei einem Gerät, bei dem die

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind beiden Magnetfelder im Bereich der magnetisch die beiden Magnetfelder im Bereich der magnetisch schaltbaren Kontakte gleichgerichtet sind, den die schaltbaren Kontakte entgegengesetzt gerichtet, und Spule durchfließenden Strom in seiner Stärke derart der Kontakt ist bei fehlendem veränderbarem Magnet- beeinflußt, daß bei geschlossenem Kontakt der Strom feld unabhängig von der Position des Körpers 35 vermindert und bei geöffnetem Kontakt der Strom innerhalb des Durchflußmeßbereiches stets geschlos- erhöht wird. Die Einstellung des Spulenstromes sen. Die Feldstärke am Ort der magnetisch schalt- erfolgt also durch eine Art Zweipunktregler; dabei baren Kontakte ist also bei fehlendem einstellbarem, schwankt der Strom zwischen einem zu hohen und d. h. zusätzlichem und in seiner Stärke an- und ab- einem zu niederen Wert, und der mittlere Wert des schwellendem Magnetfeld stets größer als der zum 40 Stromes ist ein Maß für die Position des Körpers öffnen der Kontakte erforderliche Wert. Durch Zu- und damit für den Durchfluß. Es ist ohne weitere« schalten des an- und abschwellenden Magnetfeldes möglich, diese Stromschwankungen mit einer relativ wird die magnetische Feldstärke am Ort der magne- hohen Frequenz durchzuführen, so daß als Anzeigetisch schaltbaren Kontakte geschwächt, bis der oder gerät ein üblicher Strommesser mit Zeigeranzeige die Kontakte öffnen. Die Stärke des zusätzlichen 45 werk verwendbar ist, ohne daß der Zeiger in fest-Magnetfeldes beim öffnen der Kontakte steht in stellbarem oder störendem Ausmaß zittert. Der odei einem eindeutigen Zusammenhang mit der Position die magnetisch schaltbaren Kontakte können dabe des Körpers, die ihrerseits hierdurch bestimmbar ist. unmittelbar einen Vonviderstand in den Spulen Das Gerät kann dabei so ausgelegt sein, daß die Stromkreis einschalten bzw. ihn überbrücken um Kontakte beispielsweise öffnen, wenn der Körper 50 dadurch die Zweipunktregelung in Art eine:. Tirill sich in seiner Ruhelage befindet, beispielsweise den Reglers vornehmen. Man erhält auf diese Weis» Durchflußquerschnitt versperrt, wodurch gleichzeitig mit denkbar geringem Aufwand eine selbsttätig! eine Feststellung darüber möglich ist, ob Oberhaupt Einstellung des einstellbaren Magnetfeldes auf dei ein Durchfluß, wenn auch unterhalb des Durchfluß- Wert, der ein Maß für die Position des Körper bereiches, vorhanden ist. 55 und damit für den Durchfluß ist. Im einfachste!

Ei ist jedoch ebenso möglich und bei einer an- Fall enthält das Steuergerät also lediglich einen 11

deren Ausführungsfonn der Erfindung vorgesehen, Serie zur Spule geschalteten Widerstand, dem eil

daß die beiden Magnetfelder in. Bereich der magne- magnetisch -chaltbarer Kontakt parallel geschalte

tisch schaltbaren Kontakte gleichgerichtet verlaufen ist Das Verhältnis von Schließ- zu Öffnungszeit de

und der Kontakt bei fehlendem zusätzlichem Ma- 60 parallelgeschalteten Kontaktes bestimmt den Mittel

gnetfeld unabhängig von der Position des Körpers wert des fließenden Stromes und ist ein Maß fü

innerhalb des Durchflußmeßbereiches stets geöffnet die Feldstärke des einstellbaren Magnetfeldes. Di

ist. Dabei ist also der Maximalwert des von dem Frequenz der Schaltspiele des parallelgeschaltete

Körper beeinflußten Magnetfeldes am Ort der ma- Kontaktes kajn sich dabei ändern. Auf die Fre

gnetisch schaltbaren Kontakte noch unterhalb des 65 quenz kommt es hierbei auch nicht an, sie soll ledig

Wertes, der zum Schalten der Kontakte erforderlich lieh so hoch sein, daß die Anzeige nicht schwanl

ist Zwar ändert sich der Wert dieses magnetischen oder zittert.

Feldes am Ort der Kontakte abhängig von der Posi- Es ist jedoch auch noch auf andere Weise möf

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lieh, den Schaltpunkt des magnetisch schaltbaren vielen Fällen wesentlich einfacher in einen zur An-

Kontaktes in Abhängigkeit von der Feldstärke des zeige geeigneten Strom oder eine entsprechende

einstellbaren Feldes und damit den Durchfluß zu Spannung umzuwandeln als der Stromwert beim

bestimmen. Bei einer Ausführungsform der Erfin- Umschalten des magnetisch schaltbaren Kontaktes,

dung steigt der die Spule durchfließende Strom in 5 Auch hierbei ist keine zwingende Voraussetzung,

seiner Stromstärke periodisch an und fällt wieder daß die Frequenz des Spulenstromes bzw. dessen

ab. Markiert man nun den Wert, bei dem beim Periodendauer konstant ist, wenn das auch in vielen

Stromanstieg oder beim Stromabfall der magnetisch Fällen zweckmäßig ist.

schaltbare Kontakt umschaltet, beispielsweise mit Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen Hilfe eines synchronisierten Oszillographen oder io der Erfindung durchläuft der Spulenstrom seinen eines synchronisierten Stroboskop, dann erhält man Zyklus unabhängig vom Schaltpunkt des magnetisch eine Anzeige, die unmittelbar in Durchflußwerten sclialtbaren Kontaktes. Es ändert sich lediglich der skaliert sein kann. Dabei kann beispielsweise die Punkt auf der Stromkurve, an dem der magnetisch Kurvenform des Stromes sinusförmig gewählt sein. schaltbare Kontakt umschaltet. Bei einer bcvorzug-Es ist dabei darauf hinzuweisen, daß es sich hierbei 15 ten Ausfühmngsform der Erfindung dagegen wechnicht um einen Wechselstrom sondern um einen seit die Änderungsrichtung der Stromstärke des sinusförmig pulsierenden Gleichstrom handelt, also Spulenstromes beim Umschalten des Kontaktes. Das die Stromstärke nicht durch Null geht. Eine der- bedeutet, daß beispielsweise bei sägezahnförmigem artige Kurvenform hat jedoch den Nachteil, daß Verlauf des Spulenstromes beim Umschalten des der Maximal- und der Minimalwert mit einer hon- a° Kontaktes der Strom auf den Ausgangswert zurückzontalen Tangente verlaufen, in deren Bereich die fällt und dort ein neuer Zyklus beginnt. Bei diesen Messung sehr ungenau werden müßte, so daß nur Ausführungsformen der Erfindung hängt also die die steileren Bereiche der sinusförmigen Kurve für Frequenz bzw. die Periodendauer des Sp-lenstromes die Messung verwendbar sind. Bei einer bevorzugten vom Umschalten des magnetisch schaltbaren Kon-Ausf'.hrungsform der Erfindung erfolgen der An- 25 taktes und damit von der Position des Körpers ab. stieg und der Abfall des Spulenstromes mit kon- Bei diesen Ausführungsformen der Erfindung ist es stanter zeitlicher Änderung. Die Kurvenform des ebenfalls möglich, den Endwert, den der Strom Stromes ist also praktisch dreieckförmig, und An- beim Umschalten des Kontaktes erreicht hat_v zur stieg und Abfall erfolgen linear mit gleicher Ge- Anzeige zu bringen und damit den Durchfluß durch schwindigkeit. Die Kurvenform ist al?o symmetrisch 30 das Gerät anzuzeigen. Bei bevorzugten Ausfühzum Maximal- und zum Minimalwert des Stromes. rungsformen der Erfindung ist jedoch die Frequenz Der Vorteil einer solchen Kurvenform liegt dann, der Schaltspielc des magnetisch schaltbaren Kondaß Maximal- und Minimalwert auf die Endpunkte taktes als Maß für den Durchfluß verwendet. Die des Meßbereiches gelegt werden können, so daß veränderliche Frequenz als Maß für den Durchfluß praktisch der gesamte Stromschwankungsbereich als 35 erhält man dadurch, daß man den Strom stets mit Meßbereich nutzbar ist. Es ist dabei jedoch auch demselben Ausgangswert beginnen läßt und beim möglich und bei einer Ausfühmngsform der Erfin- Umschalten des Kontaktes den Strom auf den Ausdung vorgesehen, Anstiegs- und Abfallgeschwindig- gangswert zurückfallen läßt. Zur Anzeige des Durchkeit des Spulenstromes zwar konstant aber verschie- flusses kann dabei beispielsweise ein üblicher Freden groß zu machen. Beispielsweise kann der 40 quenzmesser, beispielsweise ein Zungenfrequenz-Spulenstrom den Verlauf eines Sägezahnes mit einer messer verwendet sein. Bei anderen bevorzugten sehr steilen Flanke aufweisen. Zur Messung benutzt Ausführungsformen der Erfindung ist dagegen eine wird dann lediglich die Flanke, die weniger steil ist. Schaltung vorgesehen, die bei jedem Schaltspiel des Nur eine Flanke zu verwenden und die andere Kontaktes eine gleichbleibend große elektrische La-Flanke sehr steil auszubilden hat den Vorteil, daß 45 dung an ein Integrierglied abgibt, das mit einem ^ die Folgefrequenz dieser flacheren Flanke größer Anzeiger zusammengeschaltet ist. Dabei dient das P gewählt werden kann als bei der Kurvenform, bei Integrierglied als Siebglied, das den Ausgangswert der keine sehr steile Flanke vorgesehen ist Es ist glättet und in eine »ruhige« Größe umsetzt, die ein ohnedies nicht zweckmäßig, beide Flanken zu ver- Maß für den Durchlaß des Gerätes ist. Beispiels- ; wenden, da der magnetisch schaltbare Kontakt eine 50 weise sind Integrierglied und Anzeiger zusammeni gewisse Hysterese aufweist, also nicht bei dem glei- gefaßt und als Drehspulanzeigeinstniment ausgebil-ϊ i chen Stromwert schließt und öffnet. Dadurch schaltet det. Als Integrierglied dient dabei das Meßsystem · der magnetisch schaltbare Kontakt bei der einen des Drehspulinstrumentes mit seiner mechanischen * Stromflanke bei einem anderen Wert als bei der und elektrischen Trägheit.

anderen Stromflanke. Es ist daher zweckmäßig, nur 55 Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfüllt eine Stromflanke zu verwenden und die Hysterese dung ist der Körper in seiner Bewegungsrichtung des magnetisch schaltbaren Kontaktes dadurch aus- auf einem zylindrischen zum Meßraum koaxialen t zuschalten. Der tatsächliche Schaltwert kann dabei Dorn geführt, der in eine konzentrische Sackbohs durch die Eichung und entsprechende Skalierung rung des Körpers eintaucht. Dabei ist bei einer Aus- V von vornherein berücksichtigt werden. 60 führungsform der Erfindung in der Sackbohrung ϊ Statt den Stromwert beim Umschalten des magne- eine Druckfeder vorgesehen, die sich am Grund der s tisch schaltbaren Kontaktes als Maß für den Durch- Bohrung und an der Stirnseite des Domes abstützt, η fluß zu verwenden, wie es zuvor beschrieben worden Diese Druckfeder übt auf den Körper eine Kraft > j ist, ist bei einer Ausführungsform deT Erfindung aus, die ihn entgegen der Strömungsrichtung des f- j vorgesehen, das Verhältnis von Schließzeit des ma- 65 durchfließenden Mediums zu bewegen sucht. Soft j gnetisch schaltbaren Kontaktes zur Periodenzeit des lange sich der Strömungskörper nicht bewegt und ΐ Spulenstromes als Maß für den Durchfluß zu ver- sich zwischen seinen beiden Endlagen befindet, ist wenden. Das Verhältnis dieser beiden Zeiten ist in die Kraft der Feder gleich der Kraft, die das strö-

ίο

mende Medium auf den Körper ausübt. Für jeden Mediums geneigt angeordnet. Das hat den Vorteil,

Durchflußwert gibt es einen anderen Ort, an dem daß das dem Körper abgewandte Ende des Domes

sich diese beiden Kräfte das Gleichgewicht halten. nach außen geführt sein kann, so daß sich eine ein-

Durch die Wahl des Verlaufes des Meßraumquer- fache Montagemöglichkeit für den Dorn ergibt und

schnittes, dci Körperquerschniues und der Druck- 5 auch der magnetisch schaltbare Kontakt und die

feder ist es möglich, jeden beliebigen Zusammen- Spule von außen zugänglich bleiben und insbeson-

hang zwischen der Position des Körpers und dem dere eine abzudichtende Durchführung ihrer Zulei-

Durchfluß zu erzielen. Beispielsweise ist es möglich, tungen vermieden ist.

einen linearen oder auch einen quadratischen Zu- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

sammenhang zwischen der Position des Körpers und io dung ist dabei der magnetisch schaltbare Kontakt in

dem zugehörigen Durchfluß zu erzeugen. Bewegungsrichtung des Körpers verschiebbar ange-

Der magnetisch schaltbare Kontakt kann außer- ordnet. Dadurch erhält man die Möglichkeit, durch halb des Meßraumes vorgesehen sein. Die Meß- Verschieben des magnetisch schaltbaren Kontaktes raumwandung besteht in diesem Fall aus nichtferro- die Zuordnung von Körperposition zu Feldsta'rkewcrt magnetischem Material. Das hat den Nachteil, daß 15 des durch den Körper beeinflußten Magnetfeldes im das Gehäuse der Vorrichtung nicht aus Eisen- oder Bereich der schaltbaren Kontakte zu verändern. Mit Stahlguß hergestellt sein kann, da sonst das Ge- anderen Worten ist auf diese Weise eine relativ cinhäuse eine Abschirmung gegenüber dem Körper fache Eichung des Durchflußmessers möglich. Beibilden würde. Bei einer bevorzugten Ausführungs- spielsweise kann auf diese Weise die Anzeige bei form der Erfindung ist daher der magnetisch schalt- ao einem bestimmten Durchflußwert mit diesem Durchbare Kontakt in dem mit einer einseitigen Längs- flußwert in Übereinstimmung gebracht werden. Es bohrung versehenen Dom angeordnet. Das hat vor ist aber auch möglich, statt der Verschiebbarkeit des allem den Vorteil, daß der Abstand zwischen Kör- magnetisch schaltbaren Kontaktes durch die Spule per und Kontakt relativ klein gehalten werden kann, einen zusätzlichen Gleichstrom zu schicken, also den daß also beispielsweise der an dem Körper ange- 25 Maximal- und/oder Minimalwert des schwankenden brachte Dauermagnet relativ klein und schwach sein Gleichstromes zu verschieben. Es ist jedoch ebenso kann. möglich, eine zusätzliche Spule vorzusehen, der ein

Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform einstellbarer, aber ansonsten konstanter Gleichstrom

der Erfindung ist auch die das einstellbare Magnet- zugeführt wird.

feld erzeugende Spule in der Längsbohrung des 30 Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist in der Domes untergebracht, beispielsweise unmittelbar Längsbohrung des Domes ein stark temperaturabüber den Kontakt gewickelt. Man erhält dadurch eine hängiger Widerstand vorgesehen, der in an sich besehr eng bauende Vorrichtung, die sich sehr klein kannter Weise zur Kompensation des Temperaturgestalten läßt und die sich daher auch für Geräte ganges der Anordnung und/oder zur Bestimmung der zur Messung relativ kleiner Durchflußmengen eignet. 35 Temperatur des strömenden Mediums dient. Als stark

Dabei ist, wie bei einer Ausführungsform der temperaturabhängiger Widerstand eignen sich vorErfindung vorgesehen, der Dauermagnet als Ring- zugsweise NTC- oder PTC-Wide~tände. Ein dermagnet ausgebildet, der axial oder radial magneti- artiger Widerstand kann beispielsweise auf den durch siert werden kann. Dieser Ringmagnet, dessen Innen- die zusätzliche Spule fließenden Strom einwirken durchmesser größer ist ah der Außendurchmesser 40 Dieser Widerstand kann jedoch auch auf den pul des Domes, erzeugt ein Magnetfeld mit für die sierenden Gleichstrom einwirken. Schließlich kanr erfindungsgemäßen Zwecke günstigem Verlauf der dieser Widerstand zusätzlich auch zur Bestimmung Feldstärke. Durch diese erfindungsgemäße Anord- der Temperatur des strömenden Mediums in bekann nung ist auch die Gefahr von Fehlmessungen wegen ter Weise dienen. Da sich dieser Widerstand in einerr Beeinflussung des Meßgerätes durch äußere magne- 45 Bereich befindet, der äußeren Temperatureinflüsser tische Felder relativ gering, da einmal das Vorrich- weitgehend entzogen ist, ist eine relativ exakte Tem tungsgehäuse als Abschirmung ausgebildet sein peraturbestimmung des strömenden Medium· kann und andererseits die magnetische Feldstärke möglich.

an den magnetisch schahbaren Kontakten relativ Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin

hoch gewählt werden kann, se daß Fremdfelder mit 50 dung ist im Bereich der magnetisch schaltbaren Kon

geringer Intensität sich nicht sehr störend auswirken takte mindestens ein den magnetischen Fluß zu dei

können. Trotzdem können der Ringmagnet und die Kontaktzungen führendes Flußleitblech vorgesehen

Spule relativ klein ausgebildet sein., da sie wegen Es kann, je nach den Größenverhältnissen des Ring

ihrer engen räumlichen Zuordnung zu den schalt- magneten und der Wegstrecke, um die der Durch

baren Kontakten in diesem Bereich ein ausreichend 55 flußmeßkörper verschiebbar ist, vorkommen, daß be

starkes Feld erzeugen. fehlendem oder konstantem Spulenstrom bei Ver

Die Längsachse des Domes kann beispielsweise Schiebung des Durchflußmeßkörpers zunächst di

parallel zur Strömungsrichtung des Mediums ange- Kontakte umschalten und dann bei weiterer Verschie

ordnet sein. Der Dom ist in diesem Falle über einen bung des Durchflußmeßkörpers in der gleichen Rieh

Steg oder über mehrere sternförmig angeordnete StC^ 60 tung die Kontakte wieder zurückschalten Um dies

mit dem Gehäuse verbunden. Allerdings können hier- Doppeldeutigkeit auszuschalten ist ein Fhißleitblec

bei Montageschwierigkeiten dadurch entstehen, daß vorgesehen, das beispielsweise als di- Kontaktzunge

hi dem Dom die Spule und die Kontakte nnterge- in einem gewissen Bereich umgebendes Röhrchen au

bracht und ihre Anschlüsse nach außen geführt sein ferromagnetischem Material ausgebildet ist Durc

müssen, beispielsweise durch einen hohl gebohrten 65 dieses Flußleitblech ist es möglich, einen eindeutige

Steg. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er- Zusammenhang zwischen Spi^enstroro und Positio

findung ist daher die Längsachse des Domes zur Zu- des Durchflußmeßkörpers an jedem Schaltpunkt ζ

lauf- und/oder zur Ablaufnchtung des strömenden erzielen.

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Das Durchflußmeßgerät kann, wie bei bevorzugten Rohrachse benachbarten Bereich einen Meßraum Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, als 102, der sich in Strömungsrichtung im Querschnitt Meßwertgeber verwendet sein, der Steuersignale zur erweitert. An den Meßraum 102 schließt ein zylinder-Steuerung der Förderpumpe einer Dosiervorrichtung förmigsr Hohlraum 105 an, in den die Abflußseite der liefert, die in Abhängigkeit von dem ermittelten 5 Rohrleitung mündet. An dem anderen Ende des Meß-Durchsatz ein Medium zuführt. Dabei ist bei bevor- raumes 102 mündet der Rohrzulauf. An der Grenzzugten Ausführungsformen als Dosierpumpe eine stelle zwischen Rohrzulauf und Meßraum lti/ ist eine Membran- oder Kolbenpumpe vorgesehen, deren Konusfläche 121 vorgesehen. Ein Durchflußmeßkör-Hub und/oder Hubzahl je Zeiteinheit von dem per 108 weist einen zentralen zylindrischen Abschnitt Durchflußmeßgerät beeinflußt ist. Unabhängig davon, io 111 auf, an den in Strömungsrichtung ein kegelwie der dem Durchfluß entsprechende Meßwert ge- stumpfförmiger Ansatz 112 anschließt, der an seinem bildet ist, ist er zur Beeinflussung der Fördermenge freien Ende einen Ringmagneten 110 trägt, der axial einer Dosierpumpe geeignet. Ist der Durchfluß in magnetisiert ist und dessen Nordpol sich an der freien einen Strom umgewandelt, dann kann dieser Strom Stirnseite und dessen Südpol sich an der dem kegeldie Fördermenge der Dosierpumpe beeinflussen, bei- 15 förmigen Ansatz 112 zugewandten Stirnfläche befinspielsweise den Hub einer Membran- oder Kolben- det. Der Körper 108 kann beispielsweise aus Kunstpumpe. Ist der Durchfluß durch das Durchflußmeß- stoff oder einem nichtferromagnetischem Metall begerät ils Verhältnis von Schließzcit zu Spielzeit des stehen, er kann jedoch auch aus einem ferromagnemagnentisch schaltbaren Kontaktes dargestellt, dann tischem Material hergestellt sein. In letzterem Fall kann auch dieses Zeitverhältnis zur Steuerung des ao übergreift der kegelförmige Ansatz 112 den Magnet-Hubes einer Membran- oder Kolbenpumpe verwendet ring nur über einen Teil von dessen Länge. An den sein. Ebenso ist es möglich, wenn der Durchfluß als zylindrischen Abschnitt 111 schließt entgegen dei Frequenz gemessen wird, die Fördermenge der Do- Strömungsrichtung ein Ventilteller 114 an, dessen sierpumpe in Abhängigkeit von dieser Frequenz zu äußere Mantelfläche 116 den gleichen Konuswinkel steuern. Beispielsweise kann je Periode oder jeweils as und den etwa gleichen Durchmesser wie die Konusnach einer bestimmten Zahl von Perioden von der fläche 121 aufweist. Die dem zuströmenden Medium Dosierpumpe ein bestimmtes gleichbleibendes Quan- zugewandte Stirnseite des Ventiltellers 114 ist als turn gefördert werden. Bei hoher Frequenz wird da- stumpfer Kegel ausgebildet, um eine gleichmäßige bei die Förderung höher als bei niedriger Frequenz, Anströmung des ringförmigen Durchlaßquerschnittes die Fördermenge hängt also ab von der Position des 30 zu erzielen. Die Längsachse des Körpers 108 fälll Körpers und damit vom Durchfluß. zusammen mit der Längsachse des Meßraumes 102

Die Dosierpumpe kann unterschiedliche Antriebs- und des daran anschließenden Hohlraumes 105. Det systeme aufweisen; bei einer Ausführungsform der Körper 108 ist mit einer zentralen Längsbohrung 107 Erfindung weist die Dosierpumpe einen Hubmagnet- verseilen, die von der Stirnseite des kegelförmiger antrieb auf, der von dem Durchflußmeßgerät gesteuert 35 Ansatzes 112 ausgeht und im Bereich zwischen zylinist. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung drischem Abschnitt 111 und Ventilteller 114 endet ist die Dosierpumpe von einem Motor angetrieben, Der Durchmesser der Längsbohrung 107 ist etws dessen Abtriebsdrehzahl von dem Durchflußmeß- gleich der lichten Weite des Ringmagnetes 110.
gerät beeinflußt ist. Dabei kann unmittelbar die In die Längsbohrung 107 taucht ein zylindrische! Motordrehzahl beeinflußt sein, beispielsweise über die 40 Dorn 109 ein. Die dem Körper 108 zugewandte Stirnihm zugeführte Spannung oder Frequenz, oder es fläche 113 des Domes 109 befindet sich etwa im Bekann ein Verstellgetriebe dem Motor nachgeschaltet reich der halben Länge der Längsbohrung 107, wenr sein, dessen Übersetzungsverhältnis stufenlos ver- eine Dichtung 115, die in einer Nut im Bereich dei änderbar ist und von dem Meßwert beeinflußt ist, der äußeren Mantelfläche 116 vorgesehen ist, an der Kovon dem Durchflußmeßgerät ermittelt wird. 45 nusfläche 121 anliegt. In dieser Position die* dei

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel Körper 108 als Rückflußverhinderer, also als Rück

näher beschrieben und erläutert. Es zeigt schlagventil. Der Dorn 109 ist mit seinem anderer

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Durchfluß- Ende in einer Abdeckplatte 120 befestigt, die da;

meßanordnung mit magnetischer Meßwerterfas- Ende des Hohlraumes 5 nach außen abschließt unt

sung, 50 die mittels eines Dichtringes 119 abgedichtet ist. Dit

Fi ς. 2 ein Blockschaltbild zur Meßwertermittlung, Abdeckplatte 120 ist durch einen Deckel 123 in einer

und die kreisförmigen Ausdrehung des Grundkörpers 101 ge

F i g. 3 bis 6 verschiedene Diagramme des zeit- halten, der seinerseits durch nicht dargestellte Schrau·

liehen Verlaufes der Spulenströme und der Aus- und ben mit dem Grundkörper verschraubt ist An dei

EinschaltzeUen der magnetisch schaltbaren Kontakte. 55 Stirnfläche 113 des Domes 109 stützt sich eine Druck

Der in F i g. 1 dargestellte Durchflußmesser kann, feder 122 ab, die sich andererseits am Grund dei

wegen der magnetischen Abtastung des Durchfluß- Längsbohrung 107 abstützt. Die Druckfeder 122 üb

wertes, von der Dosierpumpe völlig getrennt sein, die auf den Körper 108 eine Kraft aus, die der von den

an einer beliebigen Stelle der Leitung oder auch eines strömenden Medium auf den Körper 108 ausgeübter

Kessels angeschlossen sein kann. Ein rohrförmiger 60 Kraft entgegenwirkt

Grundkörper 101, der vorzugsweise als Gußteil aus- Der in der Abdeckplatte 120 befestigte Dorn 10!

geführt ist und der mittels je eines Anschlußgewindes ist mit einer Sackbohrung 124 versehen, die sich zen

103 bzw. 104 in eine nicht weiter dargestellte Rohr- tral von der Stirnfläche, die der Sti/nfläche 113 gegen

leitung eingefügt ist, weist einen seitlich mit 2ur Rohr- äberliegt, bis etwa in den Bereich der Stirnfläche IV.

achse geneigter Achse angesetzten etwa hohlzylinder- 65 erstreckt, die sie aber nicht erreicht. Am Grunde de

förmigen Teil auf, wie es auch bei Absperrhähnen mit Sackbohrung 124 ist eine Druckfeder 125 vorgesehen

geringer Strömungsumlenkung bekannt ist. Der die sich einerweits am Grunde der Sackbohrung 12<

schräg eingesetzte Hohlzylinder bildet in seinem der und andererseits an einem in die Sackbohruns 12*

eingeschobenen Röhrchen 126 abstützt. Das Röhrchen 126 ist beidseitig offen und mit Gießharz gefüllt Das Röhrchen 126 enthält ein Flußleitblech 155 Im Bereich des der Druckfeder 125 zugewandten Endes de· Röhrchens 126 ist ein NTC-Widerstand 127 vorgesehen, dessen beide Anschlußdrähte durch das Röhrchen hindurchgeführt und an ein Kabel 128 angeschlossen sind, das durch eine mit einer Giuninitülle 129 versehene Bohrung im Deckel 123 hindurchgefühlt ist. In dem Röhrchen ist ferner ein Reed-Kon- takt 130 untergebracht. Derartige Reed-Kontaktc bestehen aus einem Glasröhrchen, in das zwei Kontakt-—e— .«(yM./.kmrthpn cinri «lip aus fenomasnetischem Material bestehen und die unter der Wirkung eines Magnetfeldes den Kontakt örtnen oder schließen. Der Reed-Kontakt ist mit Schutzgas gefüllt. Die beiden Anschlußenden des Reed-Kontaktes sind ebenfalls an das Kabel 128 angeschlossen. Der Reed-Kontakt ist von einer Spule 131 umgeben, deren beide Anschlußenden ebenfalls mit Adern des Kabels 128 verbunden sind. Die Anschlußdrähie des NTC-Widersiandes 127 können auch unmittelbar an die Spule ooer den Reed-Kontakt angeschlossen sein, im allgemeinen sind die beiden Anschlußdrähte des Nl C-Widerstandes gesondert nach außen geführt und dort an eine Schaltung angeschlossen.

In dem Deckel 123 ist eine Gewindebohrung vorgesehen, die um den mittleren Radius des Röhrchens 126 exzentrisch axial verlautend vorgesehen ist. In diese Bonrung ist eine Schraube 132 eingedreht, deren inneres Ende an dem Röhrchen 126 aufliegt. Durch Verdrehen dieser Schraube ist es möglich, das Röhrchen 126 entgegen der Kraft der Druckteder 125 zu verschieben. Der in dem Röhrchen fest vorgesehene Reed-Kontakt 130 ist somit in seiner Lage relativ zur Position des Körpers 108 verschiebbar. Die Spule 131 kann auch aus mehreren Wicklungen bestehen, die galvanisch getrennt oder galvanisch verbunden sein können.

In F i g. 2 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung dargestellt, die die Position des Magneten 110, der hier als Stabmagnet dargestellt ist, in einen Strom umsetzt, der in einem Anzeigeinstrument 141 angezeigt wird. An Stelle eines Anzeigers 141 kann auch ein Kurvenschreiber oder sonstiges Registriergerät angeschlossen sein. Ein Netzgerät 142 speist über eine Leitung 143 einen Sägezahngenerator 144, einen Verstärker 145 und einen Impulsformer 146, der beispielsweise eine Kondensatorentladeschaltung oder einen monostabilen Multivibrator enthalten kann. Von den beiden Kontaktanschlüssen des Reed-Kontaktes 130 führen zwei Leitungen 147 und 148 zum Sägezahngenerator 144, von dem eine Steuerleitung 149 zum Verstärker 145 führt. An den Verstärker 145 sind die beiden Enden der Spule 131 über Speiseleitungen 150 und 151 angeschlossen. An die Speiseleitungcn 150 und 151 ist z. B. eine in dieser Figur nicht dargestellte Dosierpumpe ebenfalls angeschlossen. Die Leitungen 147 und 148 führen ferner zum Impulsformer 146, von dem eine Impulsleitung 152 zu einem Integrator 153 führt, der im einfachsten Fall aus einem Siebkondensator besteht. Vom Integrator 153 führt eine Anzeigelcitung 154 zum Anzeigcinstrument 141. Der Integrator 153 kann auch ganz fehlen, beispielsweise wenn das Anzeigeinstrument 141 als Drehspulanzeiger ausgeführt ist. Der Sägezahngenerator 144 erzeugt einen Strom, der zunächst steil ansteigt bis zu einem festgelegten Maximalwert. Von diesem Maximalwert aus fällt der Strom gleichmäßig ab bis zu dem Zeitpunkt, da der Reed-Kontakt schließt. Das Schließen des Kontaktes bewirkt das tnde des abfallenden Astes und das Wiederansteigen des Stromes auf den Maximalwert Dieser von dem Sägezahngenerator 144 erzeugte Strom wird über die SteuerleiU-ns ^{M9 dem} Verstärker 145 zugeführt, der einen verstärkten Strom mit derselben Kurvenform an die Spule 131 liefert. Beim Wiederansteigen des Stromes entlang der steilen Flanke wird der Reed-Kontakt wieder geöffnet Durch das Schließen des Reed-Kontaktes wird auch der Impulsformer 146 angeregt und gibt einen Impuls von stets gleicher Größe an uen mugiawi too —ι», j« j:- »niratmmniipn Impulse integriert und den Mittelwert der Impulse über die Anzeigeleitung 154 dem Anzeigeinstrument 141 zuiührt. Bei dieser eben geschilderten Schaltung sind die beiden Magnetfelder, also das Feld, das von dem Magneten 110 erzeugt wird, und das Feld, das von der Spule 131 erzeugt wird, im Bereich des Reeu-Kontaktes 130 entgegengesetzt gerichtet. Bei fehlendem von der Spule 131 erzeugten Magnetfeld sind die Kontakte in jeder 1 age des Magneten UO geschlossen. Bei gleich großen oder um weniger als die Schahfeldstärke der Reed-Kontakte 130 voneinander abweichenden Feldstärken der beiden Magnetfelder sind die Reed-Kontakte geöffnet. Der vom Sägezahngenerator 144 erzeugte Strom, der vom Verstärker 145 linear verstärkt wird, geht von einem fest eingestellten gleichbleibenden Maximalwert J„,_ax aus und fällt linear ab. So wie der Strom durch die Spule abnimmt, nimmt auch die magnetische Feldstärke des einstellbaren Magnetfeldes im Bereich des Reed-Kontaktes 130 ab. Sobald dabei ein Wert erreicht ist, bei dem das von der Spule erzeugte Magnetfeld von dem von dem Körper 108 im Bereich des Reed-Kontaktes 130 erzeugten Magnetfeld um einen Betrag abweicht, der der Schaltfeldstärke des Reed-Kontaktes 130 entspricht, schaltet der Reed-Kontakt aus. Dadurch wird einmal die fallende Flanke des vom Sägezahngenerator erzeugten Stromes beendet und dessen Strom steigt schnell wieder auf den Wert/_muv an. Außerdem wird gleichzeitig der Impulsformer 146 angestoßen, der einen Impuls über die Impulsleitung 152 an den Integrator 153 liefert, der einen entsprechenden Strom über die Anzeigeleitung 154 an das Anzeigeinstrument 141 liefert. Verschiebt der Körper 108 auf Grund eines geänderten Durchflusses seine Lage in einer Richtung, in der das von ihm erzeugte Magnetfeld auf den oder die Reed-Kontakte 130 schwächer einwirkt, dann vergeht eine längere Zeit, bis der Strom durch die Spule 131 so weit abgefallen ist, daß sein Magnetfeld um die Schaltfeldstärke am Ort des Reed-Kontaktes 130 kleiner ist als das durch den Körper 108 erzeugte Magnetfeld. Dadurch wird der zeitliche Abstand der Schaltungen vergrößert, und es kommen je Zeiteinheit weniger Impulse an das Anzeigeinstrument 141, wodurch die Anzeige vermindert wird. Diese Zusammenhäng·; sind in dem Impulsdiagramm in Fig. 5 dargestellt. Der Spulenstrom / folgt dem Verlauf eines Kurvenzuges 161; die magnetische Feldstärke, die durch den Ringmagnet 110 am Ort des Reed-Kontaktes 130 erzeugt wird, folgt dem Verlauf eines Kurvenzuges 162. Der Maßstab für den Strom / und für die magnetische Feldstärke des Ringmagneten HO am Ort des Reed-Kontaktes 130 sind einander entsprechend gewählt, so daß die von dem Strom / erzeugte magnetische FeId-

arl ar ge B-B fe 1

stärke

Strom / proportional ist, gerade dem ?^gi-,^Der |f^weUi8^en Ordinaten^er J ^{md ß}-^{Kurve ente}Pricht

? ^ ^{Λε56Γ 1}^" ^FeI^tärken T ^{eOtSpricht der ma}" ^dRdKk

T ^{er Fi}S·⁵ * ^{der Reed}-^Kontokt

^des Sägezahnes zu

. "—•"«•■e'-'"J«i noiiKc gc- - "h'h.^Fl _K8-.i™ Diagramm dar-

ΐ η c .^e«^nder gleichgerichtet.

Υ°? ff ^PÜe,^{131 erZeUgten Ma}S^net-Kontakte m jeder Lage des Magneten

t. Der Strom des Sagezahngenerators be-

f ItLr ^Tu ^m/" ^{Und Stdgt Hnear an}·

⁸ o£ L f Jΐ ^{g aS VOn dem S}P^u!enst™ erzeugte Magnetfeld m seiner Feldstärke an. Sobald Jl R¹JIf¹⁰Sf^ Magnetfelder, das von dem Ringmagnet 110 erzeugte und das von dem

Ζ ir rJJv , ν ^I3 "^zeu*?^{te die} Schaltfeld R ^H Knn, L, ° η ^e ^ ^erreichen> ^scha'*n die Reed-Kontakte ein. Daraufhin fällt der Strom des Sagezahngenerators rasch auf den Wert I_min ab, und

wh HH T κ!" η ⁿ i ^Anzei8^einstrument geliefert. Wahrend des Abfallens des sagezahnförmigen Stromes offnen auch die Reed-Kontakte 130 wieder. Bei die-L ,^A"^sfu _f ^hr,^u _t ⁿe^{sform der} Erfindung arbeitet jeder

μ niS¹ η ·Λ ΤΛΊ, , ^{Summe der beiden} Magnetfeldes die Schaltfeldstarke erreicht, wogegen

t)ci dem vorigen Beispiel, wie es in der Fig. 5 im Diagramm dargestellt ist, die Reed-Kontakte 130 schalten wenn die Differenz der beiden Magnetfelder d.e Schaltfeldstarke erreicht. Die beiden Schaltfeld-Marken sind dabei jedoch unterschiedlich, da in dem c.nen fan die kontakte offnen, in dem anderen Fall d.e Kontakte schließen. Zum Schließen ist jedoch eine hohere magnetische Feldstärke erforderlich als zum Öffnen. Der Unterschied dieser beiden Feldstärken, auch als Schalthysterese bezeichnet, läßt sich nicht beliebig klein machen. Sie spielt jedoch in den Ausfuhrur.gsbeispielen nach Fig. 2 nach den Diagramlen h 1 g_ i undlh ι g. 6 keine Rolle, da stets dieselbe Schaltnchtung benutzt wird und da stets nur das Öffnen beziehungsweise nur das Schließen des Kontaktes als Signalze.tpunkt dient.

Zur Anzeige des Durchflusses kann an Stelle des Impulsformers 146. des Integrators 153 und des An-Zeigeinstrumentes 141 ein elektronischer Zähler verwendet sein, der zu Beginn der flachen Flanke des bpulenstromes eingeschaltet wird und der durch das Umschalten der Reed-Kontakte 130 ausgeschaltet wird. Der Zahler zahlt dabei Impulse eines Impulsgebers konstanter aber gegebenenfalls einstellbarer frequenz. Da die Zeitdauer, während der der Zähler zahlt, bei linearem Anstieg beziehungsweise Abfall des Stromes als Maß für die Position des Körpers 108 dienen kann, ist es auf diese Weise möglich, eine Ziffernanzeige des Durchfluss^ zu erhalten. Außerdem erhalt man auf diese Weise den Durchflußwert als Digitalwert, der sich auch zur Weiterverarbeitung in Prozeßrechnern und dergleichen eignet. Ebenso ist es möglich, einen Zähler als Frequenzmesser zu verwenden, der die Zahl der Schaltungen der Reed-Kontakte 130 je Zeiteinheit mißt Auch die Frequenz ist ein Maß für die Position des Körpers 108 und damit für den Durchfluß. Zählt der Zähler die Impulse eines Impulsgenerators konstanter Frequenz, dann beginnt der Zähler bei dem Beispiellach F i g. 6 b^pielsweise mit 0 und zählt vorwärts. Bei dem

^BeisP^iel »"* ^Fi8·^{5 kann der} Zähler ^auch ™^{ι einem} voreingestellten Wert beginnen, wenn das Gerät so aufrüstet ist, daß bei>oßem Durchfluß

^todie SchaltinSrvalle kürzer sind als bei kleinem Durchfluß. Nach Ende des Zählvorganres wird der Zähler jeweils vor Beginn eines neuen Zählvorganges aui aen AusgangswerfzurucKgesteiit.

Es ist auch möglich, die Spule 131 mit einem

is periodisch linear ansteigenden und abfallenden Strom zu betreiben und die Schaltpunkte, bei denen der Reed-Kontakt 130 umschaltet, festzustellen und als Maß für die Position des Durcnfiußmeßkörpers 108 zu verwenden. Hierbei ist allerdings die Zahl der Schaltungen der Reed-Kontakte 130 unabhängig vom Meßwert und konstant gleich der Frequenz des Spulenspeisestromes. Als Maß für die Stellung des Körpers 108 kann entweder der Abstand des Ein- oder des Ausschaltpunktes vom oberen oder vom unteren

a₅ Scheitelwert des Stromes gelten. Es kann jedoch als Maß für die Position des Körpers 108 auch das Verhältnis von Einschaltzeit der Reed-Kontakte 130 zu Periodenzeit verwendet sein. Die in Fig. 4 dargestellte Schalthysterese, die sich als Ordinatendifferenz der Schaltpunkte auf der /-Kurve ergibt, spielt dabei keine wesentliche Rolle, da diese Differenz konstant ist. Dabei ist allerdings ein lineares Ansteigen und Abfallen des Stromes wesentlich, da sonst auch der konstante Ordinatenabstand der Schaltpunkte voneinander zu Verfälschungen des Meßergebnisses führen kann. Die minimale Stromstärke I₁ und die maximale Stromstärke /, sind dabei so gewählt, daß unabhängig von der Stellung des Körpers 108 zwischen L₁ und L., ein Schaltvorgang stattfindet. Auch bei dieser Ausführungsform kann zur Anzeige oder zur Digitalisierung des Meßwertes ein elektronischer Zähler verwendet sein.

Statt den Strom periodisch zwischen einem Höchstunu einem Mindestwert oder einem Höchst- bzw. einem Mindesten und einem Schaltwert schwanken zu lassen, kann der Spule auch ein um einen Mitteiwert geringfügig schwankender Strom zugeführt sein, dessen Mittelwert unmittelbar ein Maß für die Position des Körpers 108 ist. Während bei den Beispielen „ach den F i g. 4 bis 6 eine Stromquelle zweckmäßig ist, die einen eingeprägten Strom liefert, dessen Wert praktisch unabhängig von der Induktivität de- Spule 131 ist, ist es bei dieser Ausführungsform möglich, mit einer üblichen Stromquelle zu arbeiten, deren Spannung nicht einmal stabilisiert zu sein braucht. In Serie zur Spule 130 ist ein Widerstand geschaltet, der durch die Reed-Kontakte 130 kurzgeschlossen oder in den Stromkreis eingeschaltet werden kann; dieser Widerstand ist so bemessen, daß bei kurzgeschlosse_nem Widerstand ein Strom /_mflV durch die Spule fließt, der erheblich höher ist als der maximal erforderliche Strom. Ist der Widerstand eingeschaltet, dann ergibt sich ein Strom I_mlm dessen Wert erheblich kleiner ist als der minimal erforderliche Strom. Die Ströme selbst ändern sich beim Aus- bzw. Einschalten des Widerstandes entlang von e-Kurven, wie sie in Fig- 3 dargestellt sind. Der Mittelstrom ergibt sich dadurch, daß die Reed-Kontakte bei Erreichen des Schalt-

17 18

punktes ausschalten. Dadurch fällt der Strom relativ schriebenen Ausführungsbeispiel möglich sind; so schnell ab, worauf die Reed-Kontakte wieder ein- kann beispielsweise statt der Feder 22 bzw. der schalten. Der Strom steigt damit wieder an. Der Druckfeder 122 ein beliebiges, auf den Durchfluß-Mittelwert des Stromes, um den der Strom schwankt, meßkörper 8 bzw. 108 eine Kraft ausübendes Bauist ein Maß für die Position des Körpers 108. Es han- 5 element beispielsweise ein Permanent- oder Elektrodelt sich hierbei praktisch um das System eines magnet vorgesehen sein. Ein Elektromagnet bietet Schnellreglers, wie er als Tirillregler für andere An- dabei den Vorteil, daß die ausgeübte Kraft in einwendungsfälle bekanntgeworden ist Ein Vorteil die- fächer Weise durch Änderung der Stromstärke von ser Ausführungsform liegt vor allem darin, daß es auf außen beeinflußt werden kann. Dabei ist selbstverdiese Weise möglich ist, den Durchfluß als Strom aus- κ> ständlich darauf zu achten, daß das Feld dieses Mazubilden. Dabei ist ein weiterer Vorteil darin zu gneten nicht auf den oder die Reed-Kontakte 130 einsehen, daß unter Umständen ein Strommesser zur wirkt Die Kraft- oder Kraftverlaufsänderung ändert Ai ilb i d Slki flUi γ α\

Anzeige unmittelbar in den Spulenstromkreis eeschal- rfi*» rinnier. imi niirr4ifliiRt»»r»nUni<» η«: γϊ<»ι4>ι·«·

tet werden kann, da eine geringfügige Änderung des damit auch in Abhängigkeit von anderen Faktoren

S tromkreisw Verstandes vom Regler ausgeregelt wird 15 oder Kennwerten (beispielsweise temperaturabhän-

ohne den Anzeigewert zu beeinflussen. Derartige gig) geändert werden kann.

Regler sind sehr einfach aufgebaut und daher sehr Bei Ausführungsformen, die nach den Diagrammen

preiswert. gemäß F i g. 5 oder 6 arbeiten, kann beispielsweise

Es versteht sich, daß die beschriebene Meßvorrich- jedes Schaltspiel der Reed-Kontakte einen Pumpen-

tung sowohl zur Steuerung einer Dosierpumpe dienen ao hub einer Dosierpumpe auslösen,

kann als auch unabhängig ve η einer Dosierpumpe Ist die Meßvorrichtung mit einem elektronischen

verwendbar ist. Der als elektrische Größe dargestellte Zähler versehen, dann kann der Zähler unmittelbar

Durchflußwert kann dabei beliebig angezeigt, regi- den Durchfluß in ccm/sec oder in l/h anzeigen,

striert oder in Datenverarbeitungs- oder Prozeßrech- Zweckmäßigerweise ist in diesem Fall die Frequenz

neranlagen weiter verarbeitet werden. In der sehr ein- 25 des Impulsgenerators einstellbar und so ausgewählt,

fachen Möglichiceit der Umsetzung des Durchflußmeß- daß sich gerade die gewünschte Anzeige ergibt. Es ist

wertes in eine digitale Groß- liegt ein besonderer auch eine "Itr- oder %>o-Anzeige möglich.

Vorteil dieser Meßanordnung. Vorteilhaft ist ferner, Ist die Meßvorrichtung derart ausgelegt, daß bei

daß auch eine analoge Anzeige oder Registrierung in großem Durchfluß der zeitliche Abstand der Schalt-

sehr einfacher Weise mit wenig Aufwand möglich ist, 30 spiele der Reed-Kontakte voneinander kleiner ist als

so daß sich das beschriebene Meßsystem für sehr viele bei kleinem Durchfluß, dann läßt man den Zähler

Anwendungsfälle besonders gut eignet. Vorteilhaft ist beispielsweise von 1000 ausgehend rückwärts zählen,

auch die sehr einfache Möglichkeit, das Meßsystem Wird der Zählvorgang 34 bei JI7 durch Schalten der

zu eichen, entweder durch mechanisches Verschieben Reed-Kontakte unterbrochen, so bedeutet das einen

der Reed-Kontakte oder durch Aufbringen eines zu- 35 Durchfluß von 31,7% vom Maximalwert,

sätzlichen Magnetfeldes, das beispielsweise dun;h Zweckmäßigerweise wird die Größe der Ströme

einen einstellbaren Dauermagnet oder durch eine zu- I_max bzw. I_mln so gewählt, daß dieser Wert außerhalb

sätzliche Wicklung erzeugt sein kann. Dadurch ist des Meßbereiches liegt. Dann läßt man den Zähler

es in sehr einfacher Weise möglich, den ausgegebenen jeweils zu dem Zeitpunkt starten, an dem der Strom

Meßwert in bezug auf die Position des Körpers 108 40 einem Wert entspricht, bei dem die Reed-Kontakte

so zu verschieben, daß der Durchfluß mit einer ge- bei Durchfluß 0 oder 100% schalten. Das Beendigen

gebenen oder gewünschten Skalenteilung überein- des Zählvorganges erfolgt dann durch das Schalten

stimmt. der Reed-Kontakte zu dem Zeitpunkt bzw. Strom-

Es versteht sich, daß Abweichungen von dem be- wert der dem jeweiligen Durchfluß entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Durchfiußmeßgerät, insbesondere mit einem sich in Strömungsrichtung erweiternden MeB-raum, in dem ein in Strömungsrichtung gegen eine Kraft verschiebbarer Körper vorgesehen ist, dessen Position vom Durchsatz abhängig ist und der ein auf relativ zum Meßraum fest angeordnete magnetisch schaltbare Kontakte einwirkendes Magnetfeld beeinflußt, dadurch gei»r.n7Piphnet. daß ein in seiner Stärke an- und abschwellendes zusätzliches Magnetteic vorgesehen ist, las im Bereich der magnetisch schaltbaren Kontakte dem von dem Körper beeinflußten Magnetfeld überlagert ist, und daß zur Weiterverarbeitung des als Meßwert dienenden Schaltvorganges an den magnetisch schaltbaren Kontakt eine sein Schalten auswertende elektrische Vorrichtung angeschlossen ist.

2. Durchfiußmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (108) mit einem Dauermagnet (110) versehen ist, dessen magnetische Feldstärke im Bereich der magnetisch schaltbaren Kontakte (130) von der Position des Körpers (108) abhängig ist.

3. Durchfiußmeßgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiden Magnetfelder im Bereich der magnetisch schaltbaren Kontakte (130) entgegengesetzt gerichtet sind und die Kontakte bei fehlendem einstellbarem Magnetfeld unabhängig von der Position des Körpers (108) innerhalb des Durchflußmeßbereiches stets geschlossen sind.

4. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetfelder im Bereich der magnetisch schaltbaren Kontakte (130) gleichgerichtet sind und die Kontakte bei fehlendem einstellbarem Magnetfeld unabhängig von der Position des Körpers (108) innerhalb des Durchflußmeßbereiches stets geöffnet sind.

5. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des zusätzlichen Magnetfeldes eine Spule (131) vorgesehen ist und daß der die Spule durchfließende Strom in seiner Stärke von einem Steuergerät beeinflußt ist, das bei geschlossenen Kontakten den Strom erhöht und bei geöffneten Kontakten den Strom vermindert.

6. Durchfiußmeßgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des an- und abschwellenden Magnetfeldes der die Spule durchfließende Strom einen konstanten zeitlichen Anstieg und Abfall aufweist.

7. Durchfiußmeßgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenstrom den Verlauf eines Sägezahnes mit einer sehr stellen Flanke aufweist.

8. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Schließzeit der magnetisch schaltbaren Kontakte (130) zur Periodenzeit des Spulenstromes als Maß für den Durchfluß verwendet ist.

9. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsrichtung der Stromstärke des Spulen-

stromes beim Umschalten der Kontakte (130) wechselt

10. Durchfiußmeßgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Schaltspiele der magnetisch schaltbaren Kojtakte (130) als Maß für den Durchfluß verwendet ist

11. Durchflußmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (108) in seiner Bewegungs- -ichtung auf einem zylindrischen, zum Meßraum (102) koaxialen Dorn (109) geführt ist, der in eine konzentrische Sackbohrung (107) des Körpers (108) eintaucht.