DE2142438A1

DE2142438A1 - FLOW GENERATORS FOR MEASURING PROBES

Info

Publication number: DE2142438A1
Application number: DE19712142438
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Mez Erich Dipl-Ing 4000 Duesseldorf
Current assignee: Mez Erich Dipl-Ing 4000 Duesseldorf
Priority date: 1971-08-25
Filing date: 1971-08-25
Publication date: 1973-03-08
Also published as: DE2142438C3; DE2142438B2

Description

Strömungserzeuger für Meßsonden Die Erfindung betrifft eine neuartige Ausbildung von Meßsonden, insbesondere für die Bestimmung von Sauerstoff in Wasser.Flow generator for measuring probes The invention relates to a novel Design of measuring probes, in particular for the determination of oxygen in water.

Für eine Relhe von Messungen in flüssigen Medien, insbesondere für die Bestimmung von Sauerstoff in Wasser,ist zur Vermeidung einer ruhenden Grenzschicht an der Meßelektrode eine Relativströmung zwischen Meßsonde und Flüssigkeit erforderlich.For a range of measurements in liquid media, especially for the determination of oxygen in water is to avoid a static boundary layer a relative flow between the measuring probe and the liquid is required at the measuring electrode.

Die einfachste Möglichkeit zur Erzeugung einer solchen Relativströmung ist die Bewegung der Sonde im Wasser von Hand.The easiest way to generate such a relative flow is the movement of the probe in the water by hand.

Hiermit lassen sich jedoch brauchbare Meßergebnisse nur bei Messungen in der Oberflächenschicht erzielen.With this, however, usable measurement results can only be obtained for measurements achieve in the surface layer.

Bei Messungen in größerer Tiefe, etwa bei sogenannten Stratifikationsmessungen, scheidet die Möglichkeit der Bewegung der Meßsonde von Hand aus. Man kann sie dadurch ersetzen, daß man die Meßsonde an einem Seil hinter einem Meßschiff herschleppt.Da sich jedoch das Seil infolge der Schleppspannung schräg einstellt, entsteht eine Unsicherheit der Messung insofern, als die genaue Tiefe der Meßsonde nicht hinreichend sicher feststellbar ist.For measurements at greater depth, such as so-called stratification measurements, the possibility of moving the measuring probe by hand is ruled out. You can do it through it replace the need to drag the measuring probe on a rope behind a measuring ship however, if the rope adjusts at an angle due to the towing tension, a uncertainty the measurement insofar as the exact depth of the measuring probe cannot be ascertained with sufficient certainty.

Um Unzuträglichkeiten dieser Art zu vermeiden, hat man in Meßsonden einen motorischen Antrieb für strömungserzeugende Flächen, etwa für einen Propeller, eingebaut. Bei Verwendung eines Motors ergeben sich jedoch in größeren Tiefen, etwa 100 m und darüber, Abdichtungsschwierigkeiten für die Welle bzw. so große Kräfte in der Wellendichtung, daß der Motor im Hinblick hierauf überdimensioniert werden muß.In order to avoid such inconveniences, measuring probes are used a motor drive for flow-generating surfaces, e.g. for a propeller, built-in. When using a motor, however, results in greater depths, for example 100 m and above, sealing difficulties for the shaft or such great forces in the shaft seal that the motor is overdimensioned in view of this got to.

Günstiger in dieser Beziehung ist der Magnetantrieb mit einem angetriebenen Magnetgeber, der über eine nichtmagnetische Trennscheibe auf einen magnetischen Empfänger einwirkt, der zum Antrieb eines Propellers oder anderer strömungserzeugender Flächen dient. Bei einer solchen Ausbildung entfallen zwar die Schwierigkeiten der Abdichtung der Motorwelle, da der Motor in einem geschlossenen Raum eingebaut werden kann, aber dafür kann die Drehbewegung der angetriebenen Scheibe durch Sedimente behindert werden.A magnetic drive with a driven one is more favorable in this respect Magnetic encoder that uses a non-magnetic cutting disc on a magnetic Receiver acts to drive a propeller or other flow-generating Serves surfaces. With such a training, the difficulties of the Sealing of the motor shaft, since the motor can be installed in a closed space can, but for this the rotary movement of the driven disk can be caused by sediments be hindered.

Die Schwierigkeiten und Unzuträglichkeiten dieser bekannten Meßsonden zu vermeiden, ist Aufgabe der Erfindung, die darin besteht, daß der Antriebsmotor gegenüber den strömungserzeugenden Flächen abgekapselt und mit diesen durch einen Schwingantrieb verbunden ist. Der Schwingantrieb hat wegen seiner dauernd wechselnthi Bewegungsrichtung eine Art Selbstreinigung, so daS der Ansatz von Anlagerungen, die sich etwa in der einen Bewegungsrichtung gebildet haben, bei Umkehr der Bewegungsrichtung gewissermaßen abgestreift wird.The difficulties and inconveniences of these known measuring probes to avoid is the object of the invention, which consists in that the drive motor encapsulated from the flow-generating surfaces and with these by a Vibratory drive is connected. The oscillating drive has because of its constantly changing Direction of movement a kind of self-cleaning, so that the build-up of deposits, the have formed roughly in one direction of movement Reversal of the direction of movement is stripped off, so to speak.

Der Antrieb kann ein mechanischer Schwingantrieb sein,etwa nach Art eines Antriebes von elektrischen Rasierapparaten, wobei die Schwingachse in einer leicht abzudichtenden Kugellagerung gelagert ist. Günstiger ist jedoch ein Magnetantrieb in seiner neuen Ausgestaltung, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist. Diese geht von der bekannten Bauform des Magnettriebes mit einem Magnetgeber und einem Magnetempfänger aus,der mit den strömungserzeugenden Flächen verbunden ist, und schafft den Schwingantrieb dadurch, daß einem umlaufenden Magnetantrieb als Geber ein um eine feste Achse schwenkbarer Magnetempfänger zzgeordnet ist. Die Umwandlung der Drehbewegung des umlaufenden Magnetgebers in eine Schwingbewegung des Magnetempfängers kann auf verschiedene Weise erzielt werden.The drive can be a mechanical vibratory drive, for example according to Art a drive of electric shavers, the oscillation axis in a easily sealed ball bearing is mounted. However, a magnetic drive is cheaper in its new design, which is a preferred embodiment of the invention is. This is based on the known design of the magnetic drive with a magnetic encoder and a magnetic receiver connected to the flow generating surfaces is, and creates the oscillating drive in that a rotating magnetic drive A magnetic receiver that can be pivoted about a fixed axis is used as the transmitter. the Conversion of the rotary movement of the rotating magnetic encoder into an oscillating movement of the magnetic receiver can be achieved in several ways.

Man kann beispielsweise auf den einander zugekehrten Flächen von zwei Trägern, etwa in Form unmagnetischer Scheiben, je zwei diametral gegenüberliegende Stabmagnete, zweckmäßig in Form von flachen Bändern, anbringen und zwar beim Geber in der Anordnung N-S/N-S und beim Empfänger in der Anordnung N-S/S-N. Bei der Drehung des Gebers kommen dann jeweils zwei gleichsinnige und zwei entgegengerichtete Magnetfelder zur Deckung. Die gleichsinnigen Felder erzeugen eine abstoßende, die entgegengerichteten Felder eine anziehende Wirkung auf den schwenkbar gelagerten Magnetempfänger, der infolgedessen eine Schwenkbewegung um eine Achse nach der einen Richtung ausführt. Nach 1800 wechselt die Feldverteilung; die Schwenkbewegung des Empfängermagneten verläuft jetzt in der entgegengesetzten Richtung.You can, for example, on the facing surfaces of two Carriers, for example in the form of non-magnetic disks, two diametrically opposite each other Attach bar magnets, expediently in the form of flat strips, at the encoder in the arrangement N-S / N-S and at the receiver in the arrangement N-S / S-N. When turning of the encoder then come two magnetic fields in the same direction and two opposing magnetic fields for cover. The fields in the same direction create a repulsive, the opposing fields have an attractive effect on the pivoted Magnetic receiver, which as a result, a pivoting movement about an axis after the one Direction executes. After 1800 the field distribution changes; the pivoting movement of the The receiver magnet now runs in the opposite direction.

Man kann jedoch auf unmagnetische Trägerscheiben und darauf angebrachte Stabmagneten verzichten, wenn man die Scheiben selbst aus magnetischem Material herstellt. Die antreibende Scheibe besteht aus zwei Segmenten, die entgegengesetzt polarisiert sind 7 während die getriebene Scheibe als volle Scheibe homogen-magnetisiert ist. Es treten hierbei die bereits erläuterten Wirkungen ein. Die Felder der antreibenden Segmente sind je nach ihrer Stellung mit dem angetriebenen Feld gleichgerichtet oder entgegengesetzt gerichtet. Es wirkt also auch hier das eine Segment abstoßend, das andere Segment anziehend; der Magnetempfänger wird um seine Achse geschwenkt.However, one can use non-magnetic carrier disks and those attached to them Do without bar magnets if the disks themselves are made of magnetic material manufactures. The driving pulley consists of two segments that are opposite 7 are polarized while the driven disk is homogeneously magnetized as a full disk is. The effects already explained occur here. The fields of the driving Segments are aligned with the driven field depending on their position or in the opposite direction. So here, too, one segment has a repulsive effect, attracting the other segment; the magnetic receiver is swiveled around its axis.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der zuletzt beschriebenen bevorzugten Ausgestaltung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Meßelelctroden sind, da für die Erfindung unwesentlich, nicht dargestellt, sondern lediglich die Einrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsbewegung.An embodiment of the invention in the last described preferred embodiment is shown in the drawing. The measuring electrodes are since immaterial for the invention, not shown, but only the device to generate a fluid movement.

Die Einrichtung ist in ein unten geschlossenes Gehäuse 1 eingebaut, in dem der Antriebsmotor 3 und eine Batterie 4 (Trockenbatterie oder aufladbarer Akkumulator) durch eine nichtmagnetische Scheibe 11 wasserdicht abgekapselt sind.The device is installed in a housing 1 closed at the bottom, in which the drive motor 3 and a battery 4 (Dry battery or rechargeable battery) by a non-magnetic disk 11 watertight are encapsulated.

Dme Motorwelle 5 trägt die Magnetscheibe 6, die ebenfalls im abgekapselten Raum untergebracht ist. Ihr zugeordnet ist die Magnetempfängerscheibe 7, die in einer Achse 8 schwenkbar gelagert ist und die Stange 9 eines Segmentes 10 zur Erzeugung einer Flüssigkeitsbewegung (trägt Der Magnetgeber 6 soll voraussetzungs7emäß dem Magnetkörper 7 eine Schwenkbewegung aufdrücken. Das geschieht durch folgende Ausbildung. Die Scheiben 6 und 7 sind Scheiben aus einem magnetisierbaren Werkstoff. Die Scheibe 6 ist eine geschlossene Scheibe, während die Scheibe 7 in zwei Segmente unterteilt ist. Die Scheiben 6 und 7 sind so magnetisiert, daß ihre Flächen magnetisch sind und zwar in der Weise, daß die beiden Segmente der Scheibe 6 entgegengerichtet polarisiert sind, während die Scheibe 7 über ihre Fläche homogen polarisiert ist. Die Pole sind durc-h die Buchstaben N und S bezeichnet. Die eingezeichneten Teile beziehen sich auf die Richtung der Feldlinien der einander zugekehrten magnetisierten Flächen der beiden Scheiben. In der linken Hälfte der Figur sind die Pfeile entgegengerichtet. Die linke Seite der Scheibe 7 wird angezogen. An der rechten Seite sind die Pfeile gleichgerichtet. Hier wird die Scheibe 7 abgestoßen. Die Scheibe 7 wird also um die Achse 8 geschwenkt und die Stange 9 mit dem Segment 10 gegenüber dem Uhrzeigersinn verschwenkt. Bei einer Drehung der Scheibe 6 um 180° dreht sich die Relativlage der magnetischen Felder um. Die Scheibe 7 und mit ihr die Stange 9 und das Segment 10 schwenken im Gegensinn aus. Die angestrebte Flüssigkeitsbewegung an der Meßsonde wird also durch eine Schwenkbewegung des Segmentes mit Hilfe eines Magnetriebes erzeugt.Dme motor shaft 5 carries the magnetic disk 6, which is also encapsulated in the Space is housed. It is assigned to the magnetic receiver disc 7, which is shown in an axis 8 is pivotally mounted and the rod 9 of a segment 10 for generating a liquid movement (wears The magnetic encoder 6 is supposed to Magnet body 7 press a pivoting movement. This is done through the following training. The discs 6 and 7 are discs made of a magnetizable material. The disc 6 is a closed disk, while the disk 7 is divided into two segments is. The disks 6 and 7 are magnetized so that their surfaces are magnetic in such a way that the two segments of the disc 6 polarized in opposite directions are, while the disc 7 is polarized homogeneously over its surface. The poles are denoted by the letters N and S. The parts shown relate on the direction of the field lines of the magnetized surfaces facing each other of the two discs. In the left half of the figure, the arrows point in the opposite direction. The left side of the disc 7 is tightened. On the right are the arrows rectified. Here the disc 7 is repelled. The disk 7 is thus around the axis 8 pivoted and the rod 9 with the segment 10 opposite to the Pivoted clockwise. When the disk 6 is rotated by 180 °, the rotates Relative position of the magnetic fields around. The disc 7 and with it the rod 9 and the segment 10 pivot in the opposite direction. The targeted fluid movement on the probe is so by a pivoting movement of the segment with the help of a Magnetic drive generated.

Claims

Patent claims:

Device for generating a liquid movement in a measuring probe for liquid components, especially for the determination of oxygen in water9 with mechanically driven flow-generating surfaces, characterized in that that the drive motor is encapsulated from the flow-generating surfaces and connected to these via a sealed rotary actuator0 2 device according to claim 1 thus a magnetic transmitter and a magnetic receiver, which with the sfrt3mgserzeugenden Areas is connected, with the transmitter and receiver by a non-magnetic plate are separated from each other, characterized in that the magnetic drive as a vibratory drive with a magnet generator (6) driven by a motor (3) and one around one fixed axis (8) pivotably mounted magnetic receiver (7) as a carrier of flow-generating Areas (10) is formed.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the magnetic transmitter (6) and the magnetic receiver (7) as disks made of magnetizable Material are formed9 whose facing surfaces on the receiver disc (7) are single-pole and two-pole in the case of the encoder disc (6).

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