DE2134284A1 - Schaltung fur die Digitalauswertung eines Produkts einer veränderlichen Fre quenz und einer Konstanten - Google Patents

Schaltung fur die Digitalauswertung eines Produkts einer veränderlichen Fre quenz und einer Konstanten

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DE2134284A1
DE2134284A1 DE19712134284 DE2134284A DE2134284A1 DE 2134284 A1 DE2134284 A1 DE 2134284A1 DE 19712134284 DE19712134284 DE 19712134284 DE 2134284 A DE2134284 A DE 2134284A DE 2134284 A1 DE2134284 A1 DE 2134284A1
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DE
Germany
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circuit
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constant
frequency
output
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Jaroslav Dipl Ing Prag Obraz
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STATNI VYZKUMNY USTAV PRO STAV
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STATNI VYZKUMNY USTAV PRO STAV
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/60Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers
    • G06F7/68Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers using pulse rate multipliers or dividers pulse rate multipliers or dividers per se
    • GPHYSICS
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    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters

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Description

  • Titel: Schaltung für die Digitalauswertung eines produkts einer veränderlichen Frequenz und einer Konstanten.
  • Die erfindung betrifft die Schaltung für die J)igitalauswertung eines Produkts einer veränderlichen Frequenz und einer Konstanten.
  • Es ist bekannt, für das Messen des Flüssigkeitsdurchflusses Ultraschall-Frequenzimpuls-DurchfluBmesser zu verwenden, welche die Durchsclinittsgeschwindigkeit der durchfließenden Flüssigkeit messen. Die Ultraschallimpulse durchdringen in schräger Richtung die Rohrleitung der gemessenen Flüssigkeit in Strom- und Gegenstromrichtung. In den an die Ultraschallköpfe angeschlossenen Schaltkreisen entstehen zwei Folgefrequenzen, deren höhere Laufzeit der Ultraschallimpulse in Stromrichtung der gemessenen Flüssigkeit und deren niedriegere dem Durchgang in Gegenstromrichtung entspricht. Die durch die Impulskoinzidenz entstehende Differenzfrequenz f mit einer höheren und niedrigeren Folgefrequenz ist der Durchschnittsge# schwindigkeit v der gemessenen Flüssigkeit proportional, Der augenblickliche Durchfluß Q ist durch die Formel Q = kf gegeben, wobei k die Konstante des Durchflußmessers ist. Die gesamte Durchflußmenge, das heißt die Summe des Durch flusses QB in einer bestimmten Zeit ist dann XB =kf a wobei T das Zeitintervall bedeutet, während dessen der Durchfluß gemessen wird, Bei anderen Ultraschallimpulsgeräten, z. Be bei Analysatoren von Flüs sigkei ts eigenschaften, Meßapparaturen der elastischen Konstanten u.ä., die auf der Messung der Durchgangszeit der Ultraschallimpulse beruhen, von der die Folgefrequenzen der Sendeimpulse abhängen, tritt das gleiche Problem auf, das als Digitalauswertung des Produkts der Verhältnisfrequenz mit der Konstanten verallgemeinert werden kann.
  • Bei den bekannten Verfahren wird nur die Frequenz f der Impulse gemessen und registriert, und zwar direkt oder auf Gleichspannung überführt, die mit der Konstanten k multipliziert wird. So kann auf dem Zähler die Bilanz der durchströmten Menge direkt registriert werden.
  • Bei der rirequenzregis tri erung auf diese Art entstehen Fehler, durch welche die Genauigkeit der Durchflußmessungen herabgesetzt werden. Es ist jedoch erwünscht, daß z. B. die Angabe der gemessenen Größe direkt in gemeesenen Einheiten angezeigt wird, was jedoch die direkte Berücksichtigung der Konstanten k mit großer Genauigkeit erfordert. Dieses ist mittels des genau bekannten, periodisch sich wiederholenden Zeitintervalls durchführbar, während dessen die Uhrimpulse aus einer stabilen Quelle gezählt werden. Diese Einrichtungen sind zwar genau, aber teuer.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angeführten Nachteile durch eine neue Schaltung zu beseitigen. Diese Schaltungseinrichtung besteht in der digitalen Darstellung oder dem Druck der Frequenzangabe des Impulsdurchflutmessers multipliziert mit einer beliebigen Konstanten in einem beliebigen Kode.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gemessene Frequenz dem ersten Eingang eines bistabilen Kippkreises zugeführt wird, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang eines Torkreises verbunden ist. Sein zweiter Eingang ist an eine Nadelimpulsquelle angeschlossen, der Ausgang des Torkreises ist mit dem Itegistriereingang eines Hilfszählers und mit dem Eingang eines Bilanzzählers verbunden. Die Ausgänge des Hilfszählers sind über Dekaden mit Dekodierschaltung und über Umschalter mit den Eingängen des Torkreises geschaltet, dessen Ausgang einerseits an den zweiten Eingang des bistabilen Kippkreises, anderseits an den liöschimpulseingang des Hilfszählers angeschlossen ist.
  • Da es sich um Durchflußmesser handelt, ist die Koinzidenzfrequenz f verhältnismäßig niedrig, höchstens 102 Hz.
  • Es ist jedoch möglich, dieses Prinzip auch für andere mit einer Konstanten multiplizierte Frequenzzählungen zu verwenden.
  • Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, mit einer einfachen, keinen großen Aufwand erfordernden Einrichtung sehr genaue Mengenmessungen in bestimmten Zeitintervallen über eine beliebig lange Zeit durchführen zu können.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungs beispiel dargestellt, das ein Blockschaltbild für die Digitalauswertung des Produkts einer veränderlichen Frequenz mit einer dreistelligen Konstante zeigt und das im folgenden näher beschrieben wird0 Der Ultraschall-Frequenzimpuls-Durchflußmesser an den die erfindungsgemäße Schaltung angeschlossen wird, hat an seinem Ausgang einen Koinzidenzkreis. An jeden Eingang dieses Kreises werden die Impulse mit einer bestimmten Folgefrequenz aus einer geschlossenen Schleife des Darchflußmesaers herangeführt. Am Ausgang des Koinzidenzkreises entsteht die Frequenz f, die mit der Konstanten k multipliziert und als Ziffer registriert werden soll. Diese Frequenz f wird in den bistabilen Kippkreis 1 eingeführt, der zwei separate Eingänge 11 und 12 aufweist. Dem Eingang 11 werden die Impulse mit der Frequenz f zugeleitet, Durch den Impuls der Frequenz f wird der bistabile Kippkreis 1 gekippt.
  • An seinem Ausgang 13 entsteht ein Rechteckimpuls, der an den Torkreis 2 herangeführt wird, welcher z. B. ein logischer Kreis ist. Dieser Torkreis 2 öffnet sich und läßt Impulse aus der Impulsquelle 3 durch, die an den eingang 14 des Torkreises 2 gelangen. Als Impulsquelle 3 dient z. B. ein Sperrschwinger oder eine andere Impulsquelle, z. B. mit einer Frequenz von fQ 1 105 bis 106 Hz. Die Frequenz fo muß die bedingung erfüllen fo > k ' f, wobei k' den Ziffernwert der gültigen Stellen der Konstanten k darstellt, die durch eine ganze Zahl ausgedrückt ist. An den Ausgang 15 des Torkreises 2 ist einerseits der Hilfszähler 4 mit Vorbestimmung, anderseits der Bilanzzähler 5 angeschlossen.
  • Der Hilfszähler 4 mit Vorbestimmung besteht aus der nötigen Anzahl der Dekaden des Dekodierkreises und aus den Umschaltern. Die Dekadenanzahl hängt von der gewünschten Genauigkeit der Multiplikation mit der Konstanten k' ab, und zwar in dem Sinne, daß ihre Anzahl durch die Summe der ganzzahligen gültigen Stellen gegeben ist. Die Konstante 1, 02 z, B. erfordert 3 Dekaden und die Konstante 0o01028 4 Dekaden. Der Dekodierkreis jeder Dekade hat am Ausgang einen Umschalter durch den der Ausgang entsprechend der Ziffern 0 bis 9 eingestellt werden kann. Aus drei Umschalter sind die Ausgänge 16 bis 18 herausgeführt und an den drei Eingänge aufweisenden Torkreis 6 angeschlossen. Sein Ausgang it mit dem zweiten Eingang 12 des bistabilen Kippkreises 1 und gleichzeitig mit dem Löschimpulseingang 19 des Hilfszählers 4 verbunden. Den resultierenden Durchfluß, das heißt, die resultierende Anzahl der Impulse k' f in einem beliebigen Zeitintervall L T, ermittelt der Bilanzzähler 5.
  • Die Schaltanlage arbeitet folgendermaßen: Bei jedem Koinzidenzimpuls der Frequenz f wird der bistabile Kippkreis 1 umgekippt und das Tor zum Hilfszähler 4 geöffnet, wohin die Impulse aus der Impulsquelle 3 fließt. Wenn der Hilfszähler 4 eine Impulsanzahl aufgezählt hat, die dem Zahlenwert der gültigen Stellen der eingestellten Konstanten k gleich ist, entsteht am Ausgang des Torkreises 6 ein Impuls, der den bistabilen Kippkreis 1 in seine ursprüngliche Lage umkippt, wobei gleichzeitig der Zähler 4 auf Null eingestellt wird. Die Impulse aus der Impulsquelle 3 hören auf durch den Torkreis 2 zu fließen. Der Wert k' ist mittels der Umschalter leicht umstellbar, so daß der Dekodierkreis jeder Dekade einen zehnlagigen Umschalter enthält, dessen Ausgang an den Eingang des Torkreises 6 angeschlossen ist. Dieses ist bei übertragbaren Durchflußmessern vorteilhaft, wo die Konstante k dem Rohrdurchmesser entsprechend eingestellt wird.
  • Die Impulsquelle 3 muß nicht stabilisiert sein und zufällige Änderungen in einem weiten Bereich können die Genauigkeit nicht beeinflussen, denn allein die Gesamtanzahl der Impulse, die von dem Hilfszähler 4 während einer Periode der gemessenen Koinzidenzfrequenz f gezählt wird, ist wichtig. Der Hilfszähler 4 beendet nach Erreichung der eingestellten Impulsanzahl die Zählung und I!Iirt sofort die Löschung durch. Hinsichtlich der Konstantenangabe besteht keine Unsicherheit. Nach der Anzahl der Dezimalstellen in der Konstanten k muß der Dezimalpunkt in der Ziffernangabe des Summenzählers 5 eingetragen werden.
  • Die vorgeschlagene Schaltung ist zwar für das zahlenmäßige Frequenzmessen bei Ultraschall-Impulsdurchflußmessern bestimmt, kann jedoch überall dort Anwendung finden, wo ein ähnliches Problem bei einer verhältnismäßig niederen Frequenz f besteht Der Schaltplan ist dann anwendbar, wenn der Zahlenwert der Konstanten durch die Ganzzahl k' ausgedrückt die Bedingung fo> k'f teell erfüllen kann, wobei fo die Frequenz der Nadelimpulsquelle 3 ist.

Claims (1)

  1. P A T E N T A N S P R U C H :
    ======================================= Schaltung für die Digitalauswertung eines Produkts einer veränderlichen Frequenz und einer Konstanten, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die gemessene Frequenz in Impulsform dem ersten Eingang (11) eines bistabilen Kippkreises (1) zugeführt wird, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang (13) eines Torkreises (2) verbunden ist, dessen zweiter Eingang (14) an eine Impulsquelle (3) angeschlossen ist und der Ausgang (15) dieses Torkreises (2) mit dem Eingang eines Hilfszählers (4) und mit einem Bilanzzähler (5) in Verbindung steht, daß ferner die Ausgänge (16, 17, 187 des Hilfszählers (4) über Dekaden mit Dekodierkreisen und Umschaltsizn an die Eingänge eines Torkreises (6) angeschlossen sind, dessen Ausgang einerseits mit dem zweiten Eingang (12) des bistabilen Kippkreises (1), andererseits mit dem Löschimpulseingang (19) des Hilfszählers (4) verbunden ist.
    Leerseite
DE19712134284 1970-07-16 1971-07-09 Schaltung fur die Digitalauswertung eines Produkts einer veränderlichen Fre quenz und einer Konstanten Pending DE2134284A1 (de)

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DE2134284A1 true DE2134284A1 (de) 1972-01-20

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DE19712134284 Pending DE2134284A1 (de) 1970-07-16 1971-07-09 Schaltung fur die Digitalauswertung eines Produkts einer veränderlichen Fre quenz und einer Konstanten

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0681167A1 (de) * 1994-04-27 1995-11-08 SPANNER-POLLUX GmbH Rechenwerk für elektronische Wärmemengenzähler

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0681167A1 (de) * 1994-04-27 1995-11-08 SPANNER-POLLUX GmbH Rechenwerk für elektronische Wärmemengenzähler

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