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Ablesesystem für Mengenzähler Die Erfindung betrifft ein Abesesystem
für Mengenzähler.
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übliche Mengenzähler wie beispielsweise Wassermesser weisen ein sog.
Rollenzählwerk auf, das im Dezimalsystem den Zählerstand anzeigt. Es bestand nun
der Wunsch, neben der optischen Ablesung eines solchen Mengenzählers auch eine Fernablesung
zu ermöglichen, und es sind schon verschiedene Systeme zur elektrischen Fernablesung,
d.h. zur Meßwertübertragung, be kannt geworden. Bei einem bekannten system (DOS
2,009,900) sitzen an der Seite einer jeden Zählrolle des Rollenzahlwerks kleine
Magnete, die auf vier verschiedenen Radien angeordnet
sein können
und so die Ziffer 0-9 des Dezimalsystems in einem einfachen Binärcode darstellen.
Ferner ist jeder möglichen Position eines solchen Magneten eine Ableseeinrichtung
zugeordnet, die aus einer schwingfähigen Zunge bestimmter Sigenfrequenz, einer Erregerschaltung
und einer Abnehmerschaltung besteht und so ausgebildet ist, daß die Zunge nur dann
in ihrer Eigenfrequenz erregt werden kann, wenn der zugehörigen Erregerschaltung
ein Magnet benachbart ist und die elektrischen Werte der Erregerschaltung entsprechend
beeinflußt.
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Zum Ablesen des Zählerstandes werden nun die Erregerschaltungen mit
den vier unterschiedlichen Eigenfrequenzen der vier einer Zählrolle zugeordneten
Zungen beaufschlagt, so daß diejenigen Zungen erregt werden, die der Anzeige der
betreffenden Zählrolle entsprechen. Anschließend werden über die Abnehmer die Schwingungszustände
der vier Zungen abgefragt, und die sich dabei ergebenden vier Signale stellen die
Anzeige der betreffenden Zählrolle im Binärcode dar. Man kann natürlich auch alle
vier Zungen über einen gemeinsamen Abnehmer abfragen und das dabei entstehende Frequenzgemisch
vier Filtern zuleiten, die auf die Eigenfrequenzen der vier Zungen abgestimmt sind,
und die Ausgänge der Pilter werden dann über einen entsprechenden Umsetzer an eine
Aufzeichnungs- oder Anzeigevorrichtung angeschlossen. Bei einem Rollenzählwerk mit
mehreren Zählrollen verwendet man dann lauter Zungen unterschiedlicher Eigenfrequenz
und beaufschlagt entsprechend die Erregerschaltungen mit allen Eigenfrequenzen.
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Das bekannte Ablesesystem hat die Nachteile, daß für jede Zunge eine
gesonderte Erregerschaltung erforderlich. ist, daß diese Erregerschaltungen wegen
der erforderlichen Bingriffsmöglichkeit durch den Magneten relativ aufwendig ist
und d.aß schließlich an die an den Zählrollen angebrachten Permanentmagnete
gewisse
Mindestanforderungen hinsichtlich Gleichmäßigkeit und Dauerhaftigkeit gestellt-
werden müssen. Ferner benötigen die an den Seiten der Zählrollen angebrachten Magnete
verhältnismäßig viel Raum.
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Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Ablesesystem
zu vereinfachen. Bei der Lösung dieser Aufgabe wurde daher von einem Ablesesystem
für einen Mengenzähler ausgegangen, der ein Roilenzählwerk mit mindestens einer
Zählrolle enthält, deren Wertstellen mit Kodierelementen versehen sind, sowie mit
einer der maximalen Zahl von Kodierelementen pro Wertstelle entsprechenden Anzahl
von mechanischen Schwingern pro Zählrolle, die mittels eines Erregers erregbar sind
und deren Schwingungszustand mittels eines Abnehmers abfragbar sowie durch die Kodierelemente
beeinflußbar ist. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die Kodierelemente als
Erhebungen auszubilden, die, wenn sie dem zugehörigen Schwinger benachbart sind,
dessen Schwingungen dämpfen. Im einfachsten und funktionssichersten Fall liegen
die Kodierelemente gegen die Schwinger an, wenn sie sich unter diesen befinden.
An die Stelle der Magnete bei dem bekannten System treten also einfache Nocken od.
dgl. an den Zählrollen, die die Schwinger rein mechanisch beeinflussen und insbesondere
diese nach Art eines Anschlags festlegen. Der Schwingungszustand kann durch Ermittlung
der Phase (Resonanz führt zu einer Phasenverschiebung um 90°) oder der Amplitude
ermittelt werden. Des weiteren kann für die Erregung aller Schwinger eines Rollenzählwerks
ein einziger Erreger verwendet werden, insbesondere ein sich über alle Schwinger
hinwegerstreckender Elektromagnet, dessen Erregerspule nacheinander mit den Eigenfrequenzen
der Schwinger beaufschlagt wird. Eine weitere Vereinfachung ergibt sich dadurch,
daß für alle Schwinger
ein gemeinsamer Abnehmer vorgesehen ist,
wobei das System dann zweckmäßigerweise im Wobbelbetrieb arbeitet, und schließlich
wird ein minimaler Aufwand erreicht, wenn der Erreger auch den Abnehmer bildet.
Im Fall eines einzigen Abnehmers kann aber auch mit einem Filtersystem gearbeitet
werden, wie es die DOS 2 009 900 zeigt. Das letztere ist neben der Anordnung kleiner
Nocken auf dem Zählrollenumfang statt der Anordnung notwendigerweise größerer ivagnete
an der Seite der Zählrollen ein weiterer Grund dafür, daß das erfindungsgemäße Ablesesystem
kleinertæaut gls das bekannte System. Der bzw. die Abnehmer können in an sich bekannter
Weise ausgebildet sein und es stehen hierfür auf den unterschiedlichsten Prinzipien
beruhende Abnehmer zur Verfügung. Bevorzugt werden jedoch wegen der möglichen kleinen
Bauweise und der großen Störsicherheit elektromagnetische oder piezoelektrische
Abnehmer.
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Da Ablesesysteme der in Rede stehenden Art sich bestens für die Meßwertfernübertragung
eignen, ist es natürlich auch wünschenswert, ein Signal mit zu übertragen, das für
den abgelesenen Zähler spezifisch ist-und in kodierter Form den Verbraucher kennzeichnet,
bei dem der Mengenzähler installiert ist. Das erfindungsgemäße System gestattet
nun, die Abgabe eines solchen Signals in einfacher Weise zu bewerkstelligen, in
dem mindestens ein zusätzlicher Schwinger zur Abgabe eines Mengenzähler-Kennzeichens
vorgesehen ist. Im Fall zusätzlicher Schwinger könnte deren Eigenfrequenz das für
den jeweiligen Zähler spezifische Kennzeichen darstellen, wobei die Kodierung über
feste Erhebungen erfolgt, oder es werden die zu dämpfenden Schwinger vorher entfernt.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den
beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden
Beschreibung
und der beigefügten Zeichnung, deren Erläuterung die Beschreibung dient; es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Ablesesystems; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig.1, und Fig. 3 die
Abwicklung des Umfangs einer Zählrolle des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Systems.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen zunächst ein übliches Rollenzählwerk 10 mit
vier Zählrollen 12-18, wobei dieses Zählwerk in üblicher Weise von einem nicht dargesteliten
Mengenzähler angetrieben wird. Die hierfür erforderlichen Getriebeelemente sind
der Einfachheit halber nicht gezeichnet worden. Die Zählrollen sind um eine Achse
20 drehbar, die in schematisch dargestellten Lagern 22 gehalten wird.
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Wie die Pig. 1 und 3 erkennen lassen, trägt jede Zählrolle wie üblich
die Ziffern 0-9, um eine optische Ablesung zu ermöglichen. Außerdem sind diesen
Ziffern Nocken 24 zugeordnet, die die Ziffern 0-9 in einem einfachen Dualcode darstellen,
wobei zu diesem Zweck neben jeder Ziffer eine unterschiedliche Anzahl von Nocken
an vier möglichen Plätzen angeordnet ist.
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Über jeder Zählrolle befinden sich vier Zungen 26, und zwar über jeder
möglichen Position eines Nockens eine Zunge.
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Den Zungen zugeordnet ist ein als Ganzes mit 28 bezeichneter Elektromagnet
mit einem U-förmigen Kern 30, an dessen
Schenkel 30a die Zungen
mittels Schrauben 32 befestigt sind.
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Der andere Schenkel 30b trägt eine Spule 33, die der Erregung dient
und zwei Anschlüsse 32a hat, an die in bekannter Weise ein Frequenzgenerator angeschlossen
werden kann.
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Schließlich ist jeder der Zungen ein Abnehmer 34 mit Anschlüssen 34a
zugeordnet, bei dem es sich um ein bekanntes Abnehmersystem handeln kann; bevorzugt
werden jedoch elektromagnetische oder piezoelektrische Abnehmer. Anstelle mehrerer
Abnehmer wird man in der Praxis einen einzigen Abnehmer für alle Zungen verwenden,
der auch der Elektromagnet 28 sein kann; es wird dann zweckmäßigerweise im Wobbelbetrieb
gearbeitet oder an den Abnehmer ein Filtersystem angeschlossen, wie es die DOS 2
009 900 zeigt.
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Wie die Fig. 2 deutlich erkennen läßt, haben die Zungen 26 alle eine
unterschiedliche Länge, und ihre Eigenfrequenzen sind beispielsweise von 5 zu 5
Hz gestaffelt.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Ablesesystems ist nun die
folgende: An die Anschlüsse 32a des Elektromagneten 28 werden vorzugsweise nacheinander
Wechselspannungen aus einem Frequenzgenerator gelegt, deren Frequenz den verschiedenen
Eigenfrequenzen der Zungen 26 entspricht. Es werden nun diejenigen Zungen zu Schwingungen
mit ihrer Eigenfrequenz angeregt, die nicht durch eine der Nocken 24 am Schwingen
gehindert werden. Gleichzeitig wird entweder die Beeinflussung des Elektromagneten
28 bei Resonanz in bekannter Weise ermittelt oder es wird mittels der Abnehmer 34
abgefragt, welche der Zungen schwingen, und die Ausgangssignale dieser Abnehmer
werden in üblicher Weise verarbeitet, d.h. aus den
jeweils vier
Ausgangssignalen einer Gruppe von Abnehmern, die zu einer Zählrolle gehören, wird
mittels eines entsprechenden und an sich bekannten Umsetzers ein digitales oder
analoges Signal erzeugt, das der Dezimalziffer entspricht, die die zugehörige Zählrolle
anzeigt.