DE2421843A1

DE2421843A1 - Geraet zum messen der aenderung veraenderlicher groessen

Info

Publication number: DE2421843A1
Application number: DE2421843A
Authority: DE
Inventors: Toru Fukumura; Okinori Moriya; Keisuke Suzuki
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1973-05-07
Filing date: 1974-05-06
Publication date: 1974-12-05
Also published as: FR2229044A1; JPS5810098Y2; FR2229044B1; JPS503571U; GB1471021A; US3955070A

Description

Dr. D. Thomsen PATE NTANWALTS Bö RO

W. Weinkauff Telefon (κ»> 5302«

Dr. L Ruch ^⁰²¹² 2*21843

,_,,., Telex 5-24303 tofwt L·¹* L I O «· *J

Dr. H. Agular

PATENTANWÄLTE MCinchm: Frwfctet/IL: Dr. rer. nat D. Thomaen DlpL-lng. W. Welnkeuff

Dr. rer. nat. I. Ruch (FuehehoM 71) DIpL-(hg. Dr.H.Agufar

800 0 München 2

Kalwr-LiKhrifl-PiJrtz· 6. Mai 1974

Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho. Tokyo, Japan '

Gerät, zum Messen der Änderung veränderlicher Größen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Messen der Änderung veränderlicher Größen, wie Fluidumdruck, elastische Spannung oder Spannungsbeanspruchung und Verfor— mungsspannung oder Formänderung, wobei vorgesehen sind ein elektrischer Impulsgenerator zum Erzeugen eines elektrischen Impulses während eines Intervalls, in dem die zu messende Größe einen voreingestellten Wert überschreitet, ein

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Zähler zum Zählen der Impulszahl und ein Zeitmeßgerät zum kumulativen Addieren des Intervalls. Durch Anordnung einer Anzahl der oben beschriebenen Elemente, die auf unterschiedlich eingestellte Werte ansprechen, kann die Änderung der Größe über einen langen Zeitraum genau überwacht werden.

So ist ersichtlich, daß die Erfindung ein Gerät zum Messen der Änderung veränderlicher Größen, wie S¹IuI-dumdruck, elastische Spannung oder Spannungsbeanspruchung und Verformungsspannung oder Formänderung, und im besonderen ein Gerät zum Messen oder Überwachen der Änderung der veränderlichen Größe über einen langen Zeitraum betrifft.

Der Druck von Flüssigkeiten, beispielsweise von öl, ist statisch mittels eines Manometers mit Bourdon-Röhre gemessen worden. Jedoch kann diese Torrichtung keine schnelle Druckänderung, wie den Druck einer Stoßoder Druckwelle oder dgl«, messen. Infolgedessen ist zum Messen des Druckes einer Stoß- oder Druckwelle oder dgl. ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem ein Druck-Elektrizität-Wandler verwendet wird, um Druck in ein elektrisches Signal umzuwandeln, und das elektrische

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Signal mit einem Tonbandgerät aufgezeichnet wird. Jedoch sind in einer gewöhnlichen durch Öldruck betätigten Maschine oder Einrichtung so viele zu messende Daten vorhanden, daß es schwierig und teuer ist, eine so große Datenmenge mit dem Druck-Elektrizität-Wandler verwendenden Gerät zu messen und zu verarbeiten. Solche Probleme sind auch dort vorhanden, wo es notwendig ist, andere veränderliche Größen, wie elastische Spannung oder Spannungsbeanspruchung und ■Verformungsspannung oder Formänderung, über einen langen Zeitraum zu messen und zu überwachen.

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher in der Schaffung eines neuen Gerätes zum Messen der Änderung veränderlicher Größen. Zur Aufgabe der Erfindung gehört die Schaffung eines neuen Gerätes, das nicht nur die Häufigkeitsanzahl mißt, bei der der Wert der Größe einen voreingestellten Wert überschreitet, sondern auch die Summe der Intervalle, in denen der Wert der Größe einen voreingestellten Wert überschreitet. Weiterhin gehört zur Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines verbesserten Gerätes, das nicht nur die Häufigkeitsanzahl messen kann, bei der die Größe jeden einer Anzahl voreingestellter Werte überschreitet, sondern auch die Summen von Intervallen, in denen die Größe die entsprechenden voreingestellten Werte überschreitet*

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch, ein Gerät zum Hessen der Änderung veränderlicher Größen gelöst, das Vorrichtungen zum Erzeugen eines elektrischen Impulses während eines Intervalls« in dem die gemessene Größe einen voreingestellten Wert überschreitet, einen Zähler zum Zählen der Anzahl der Impulse und ein Zeitmeßgerät zum kumulativen Addieren des Intervalls aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Anzahl identischer Gruppen, welche die Impulserzeugungsvorrichtung, den Zähler und das Zeitmeßgerät, wie oben beschrieben, aufweisen, für verschiedene eingestellte werte der veränderlichen Größe vorgesehen·

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Beispiels des Uldruckaeßgerätes nach der Erfindung;

Hg. 2 ein Diagramm der Wellenformen des Druckes und der Ströme an verschiedenen Teilen der in Fig. 1 gezeigten Schaltung;

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Pig. 3 ein Blockschaltbild eines Beispiels des im Gerät nach der Erfindung verwendeten Zählers;

Fig. 4a und 4b Blockschaltbilder verschiedener Beispiele des Zeitmeßgerätes, das in der Schaltung nach Fig. 1 verwendet wird; und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 umfaßt das dargestellte Öldruckmeßgerät einen Druck-Elektrizität-Wandler 1 zum Umwandeln von Druck in ein elektrisches Signal, z.B. ein Spannungssignal, einen Verstärker 2 zum Verstärken des Spannungssignals und Vergleichsschaltungen Ja, 3b und 3c, die parallelgeschaltet sind, um den Ausgang von dem Verstärker 2 an einem ihrer Eingänge aufzunehmen, wobei die anderen Eingänge der Vergleichsschaltungen 3a, 3b und 3c mit den Schleifkontaktarmen von Potentiometern VR₁, VHp bzw. VR, verbunden sind, um verschiedene Bezugs spannungen zu erhalten, die den verschiedenen Druckwerten entsprechen. Die Ausgänge der Vergleichsschaltungen sind an Zähler 4a, 4b bzw. 4c angelegt, die zu Zeitmeßgeräten 5a, Jb bzw. 5c parallelgeschaltet sind.

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Wenn der Ausgang des Verstärkers 2 die von dem Potentiometer VR,. gelieferte Bezugsspannung überschreitet und einem vorbestimmten Öldruck zu einem Zeitpunkt t^ entspricht, erzeugt die Vergleichsschaltung 5a einen Ausgang. Ansprechend- auf diesen Ausgang wird der Inhalt des Zählers 4a um eins vergrößert, und gleichzeitig wird das Zeitmeßgerat 5a in Gang gesetzt. Unter der Voraussetzung, daß die von dem Potentiometer VR,. gelieferte Bezugs spannung in Fig. 2 durch I ausgedrückt wird, erzeugt die,Vergleichsschaltung 3a den in Fig. 2(d) dargestellten Ausgang, und das Intervall T^, in dem der Öldruck höher als der vorbestimmte Wert ist, wird von dem Zeitmeßgerat 5a gemessen. Wenn der öldruGk den vorbestimmten Druck I zu dem Zeitpunkt t~ wieder überschreitet, wiederholt sich der gleiche Vorgang mit dem Ergebnis, daß der Zählbetrag des Zählers 4a wiederum um eins vergrößert wird und das Zeitmeßgerat 5a so arbeitet, daß es das Intervall Έ* zu dem Intervall T^ addiert.

Obgleich der Druck einer Stoß- oder Druckwelle mit einen Meßsystem gemessen werden kann, das eine Vergleichsschaltung 3a, einen Zähler 4a und ein Zeitmeßgerat 5a aufweist, ist es möglich, den Druck von Stoß- oder Druckwellen genauer zu messen, wenn eine Anzahl solcher auf verschiede-

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ne Drücke ansprechenden Meßsysteme vorgesehen sind.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 sind drei solche Meßsysteme vorhanden. Im besonderen entsprechen die von den Potentiometern VR^ und VR, hergestellten Bezugsspannungen den Drücken II und III in Fig. 2a. Dann erzeugt die Vergleichsschaltung 3b den in Fig. 2c dargestellten Ausgangsimpuls. Infolgedessen zählt der Zähler 4b die Häufigkeitsanzahl (in diesem Beispiel: 8), bei welcher der Druck den eingestellten Wert II überschreitet, und die Summe der Intervalle, in denen der Druck den eingestellten Wert II überschreitet, wird von dem Zeitmeßgerät 5b gemessen. In der gleichen Weise zählt der Zähler 4c die Haufigkeitsanzahl (in diesem Beispiel: 4), bei welcher der Druck den eingestellten Wert III überschreitet, und die Summe der Intervalle wird von dem Zeitmeßgerät 5c gemessen. Auf diese Weise arbeiten entsprechende Zähler 4a, 4b und 4c sowie entsprechende Zeitmeßgeräte 5a, 5b und 5c derart, daß sie die Häufigkeitsanzahl zählen, bei welcher der Öldruck entsprechende eingestellte Werte überschreitet, und die Summe der Intervalle messen, während denen der Öldruck entsprechende eingestellte Werte überschreitet, wenn sich der Öldruck über einen langen Zeitraum ändert, wie in Fig. 2a gezeigt ist.

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Ein Beispiel des Zählers ist in Fig. 3 dargestellt, der einen Dezimalzähler C^, der die Anzahl der Impulse aus der Vergleichsschaltung zählt, eine Sichtvorrichtung E^ eines geeigneten Typs, wie des Entladungsröhrentyps, eine auf den Inhplt des Zählers CL ansprechende Steuerschaltung IL zum Betätigen der Sichtvorrichtung E- und eine Speichervorrichtung M- zum Speichern des Inhaltes des Zählers C-aufweist. Es werden identische Elemente für verschiedene Größenordnungen verwendet, wie durch einen Zähler Cp und gestrichelte Linien dargestellt ist.

Ein in Fig. 4a gezeigtes Beispiel der Zeitmeßschaltung umfaßt einen Schaltkreis SW, der von dem Ausgangsimpuls der in Fig. 1 dargestellten Vergleichsschaltung betätigt, wird, um die Spannung einer Quelle E parallel an einen Zeitgeber TM anzulegen. Auf diese Weise schaltet der Zeitgeber TM jedesmal, wenn die Vergleichsschaltung einen Ausgangsimpuls erzeugt, um einen Schritt weiter, wodurch die Summe der Anzahl der Impulse angezeigt wird. In einer anderen Anordnung nach Fig. 4b wird die Anzahl der Impulse von der Vergleichsschaltung von einem als Kondensator C dargestellten Integrator integriert. Der integrierte Wert, d.h., die Spannung zwischen den Elektroden des Kondensators, wird you einer Sichtvorrichtung DS durch einen Schaltkreis AS

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und einen Antriebs- oder Steuerkreis DV sichtbar gemacht.

Anstatt einen einzigen Druck-Elektrizität-Wandler und eine Anzahl von auf verschiedene eingestellte Werte ansprechende Vergleichsschaltungen gemäß Fig. 1 zu verwenden, kann auch eine Anzahl Druckschalter S^, Sp und S, benutzt werden, die bei verschiedenen Drücken arbeiten, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Natürlich wird der Ausgang jedes Druckschalters an die Kombination eines Zählers und eines Zeitmeßgerätes in der gleichen Weise angelegt, wie in der Ausführungsform nach Fig. 1 gezeigt ist.

Mit dem Gerät nach der Erfindung kann die Änderung, im besonderen die Stoß- oder Druckwelle, in dem Druck der . Flüssigkeit über einen langen Zeitraum, z.B. ein bis zwei Jahre oder mehr, überwacht werden. Es kann auch die Änderung der elastischen Spannung oder der Verformungsspannung überwacht werden, indem der oben beschriebene Druck-Elektrizität-Wandler oder das erwähnte Druckmeßgerät durch ein Meßgerät für elastische Spannung oder Verformungsspannung oder durch einen Wandler von elastischer Spannung oder Verformungsspannung in Elektrizität ersetzt wird. Daher ist die Erfindung für viele Anwendungsfälle geeignet, in denen es notwendig ist, die Änderung des Druckes eines Fluidums oder

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die Änderung der elastischen Spannung bzw. Spannungsbeanspruchung oder der Verformüngsspannung bzw. Formänderung einer Konstruktion über einen langen Zeitraum zu überwachen.

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Claims

Patentansprüche

n.JGerät zum Messen der Änderung veränderlicher Größen, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Erzeugen eines elektrischen Impulses während eines Intervalls, in dem die gemessene Größe einen voreingestellten Wert überschreitet, einen Zähler zum Zählen der Anzahl· der Impulse und ein Zeitmeßgerät zum kumulativen Addieren des Intervalls.
2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anzahl Impulserzeugungsvorrichtungen mit verschiedenen eingestellten Werten, wobei jede Impulserzeugungsvorrichtung elektrische Impulse während eines Inter-valls erzeugt_r in dem die Größe einen voreingestellten Wert für die genannte eine Impulserzeugungsvorrichtung überschreitet, und einen Zähler und ein Zeitmeßgerät, die jeder Impulserzeugungsvorrichtung zugeordnet sind, wobei der Zähler so arbeitet, daß er die Anzahl der Impulse zählt, die von der zugeordneten Impulserzeugungsvorrichtung erzeugt wird, und das Zeitmeßgerät so arbeitet, daß es das Intervall, in dem die zugeordneten Impulserzeugungsvorrichtungen die genannten elektrischen Impulse erzeugen, kumulativ addiert.

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3. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche^ dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeugungsvorrichtung aufweist einen Druck-Elektrizität-Wandler, einen Verstärker zum Verstärken des Ausgangs des Druck-Elektrizität-Wandlers und eine Vergleichsschaltung, die den Ausgang des Verstärkers mit einer den eingestellten Wert darstellenden Bezugsspannung zum Erzeugen eines Ausgangs vergleicht, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers höher als die Bezugsspannung ist.
4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler aufweist eine Anzahl Dezimalzähler, von denen Jeder die Anzahl der elektrischen Impulse zählt, und eine Anzahl Speichervorrichtungen zum Speichern der Inhalte der entsprechenden Dezimalzähler, wobei die Anzahl der Dezimalzähler und der Speichervorrichtungen gleich der Anzahl der zu zählenden Größenordnungen ist.
5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeßgerät aufweist einen Schaltkreis, der nur geschlossen ist, wenn der Impuls von der genannten Iapulserzeugungsvorrichtung daran angelegt ist, und einen Zeitgeber zum Hessen des Intervalls, in

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dem Strom von einer Quelle durch den Zeitgeber fließt, während der Schaltkreis geschlossen ist.
6» Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeßgerät aufweist einen Integrator zum aufeinanderfolgenden Integrieren der von der Impulserzeugungsvorrichtung erzeugten Impulse und Vorrichtungen, um ein Intervall ansprechend auf einen von dem Integrator integrierten Wert sichtbar zu machen.
7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeugungsvorrichtung einen Druckschalter aufweist, der auf den voreingestellten Wert so anspricht, daß er einen elektrischen Ausgang erzeugt.

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