DE2439264A1

DE2439264A1 - Liq. or gas pressure signal generator - has no adverse reaction on medium when used for fuel injection

Info

Publication number: DE2439264A1
Application number: DE2439264A
Authority: DE
Inventors: Juergen Ing Grad Kroeger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1974-08-16
Filing date: 1974-08-16
Publication date: 1976-02-26

Abstract

The signal generator can be used e.g. to produce a signal representing fuel pressure in diesel engine fuel injection pipes. The stresses in the pipe wall (1) caused by the pressure are detected, the magnetostrictive effect of the pipe material is utilized, and the flux variation in the pipe wall is measured. Pref. the wall of the pipe (1) is magnetized and a coil (3) wound round the pipe and the pipe wall itself act as a detector. The coil may also be used to magnetize the pipe. This arrangement is robust since the pipe does not have to be bored and the windings can be made vibration and temperature proof.

Description

"Verfahren zur Bereitstellung eines elektrischen Informationssignals über den Druckverlauf in einem ein Medium enthaltenden Rohr" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung eines elektrischen Informationssignals über den Druckverlauf in einem ein flüssiges oder gasförmiges Medium enthaltenden Rohr sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens."Method for providing an electrical information signal on the pressure profile in a pipe containing a medium "The invention relates to a method for providing an electrical information signal via the Pressure curve in a pipe containing a liquid or gaseous medium and a facility for carrying out the procedure.

Der Druckverlauf in einem Rohr ist die Darstellung der Druckamplitude als Funktion der Zeit. Mit seiner Hilfe ist es möglich, die korrekte Funktion von Maschinen, Motorenoder dergleichen zu überprüfen, die ein flüssiges oder gasförmiges Medium enthaltende Rohre aufweisen. Zum Beispiel können bei Kenntnis des Druckverlaufes in Brennstoffeinspritzrohren von Dieselmotoren Rückschlüsse auf die korrekte Funktion der Brennstoffpumpe oder der Einpritzventile gezogen werden. Zur Ermittlung von Durckverläufen sind handelsübliche Druckaufnehmer bekannt, beispielsweise Piezokristall- oder Dehnungsmeßstreifenaufnehmer. Derartige Aufnehmer müssen jedoch über eine Rohrleitung mit dem Rohr verbunden werden, in dem der Druckverlauf ermittelt werden soll. Dies führt dazu, daß durch den Anbau einer derartigen Rohrleitung das Rohr mechanisch geschwächt und der Strömungsverlauf im Rohr gestört wird. Weiterhin kann bei Verwendung nur eines Aufnehmers die Druckmessung lediglich an einer Stelle des Rohres durchgeführt werden.The pressure curve in a pipe is the representation of the pressure amplitude as a function of time. With its help it is possible to ensure the correct functioning of Check machines, motors or the like that are liquid or gaseous Have medium containing pipes. For example, if you know the pressure curve In the fuel injection tubes of diesel engines, conclusions about the correct function the fuel pump or the injection valves. To determine Pressure gradients are known from commercially available pressure sensors, for example piezocrystalline or strain gauge transducers. Such sensors must, however, have a pipeline be connected to the pipe in which the pressure curve is determined shall be. This leads to the fact that the cultivation of such a pipeline The pipe is mechanically weakened and the flow path in the pipe is disturbed. Farther If only one transducer is used, the pressure can only be measured at one point of the pipe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, durch das bzw. durch die ein elektrisches Informationssignal über den Druckverlauf in einem ein flüssiges oder gasförmiges Medium enthaltenden Rohr ohne irgendwelche Rückwirkungen auf das Medium bereitgestellt wird.The invention is based on the object of a method and a device to carry out the process to create through or through which an electrical Information signal about the pressure curve in a liquid or gaseous Medium-containing tube provided without any repercussions on the medium will.

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, daß a) die durch den innerhalb des Rohres herrschenden Druck in der Rohrwandung erzeugten mechanischen Spannungen meßtechnisch verwendet werden, b) der magnetostriktive Effekt des Rohrmaterials ausgenutzt wird und c) die in der Rohrwandung auftretende Flußänderung meßtechnisch erfaßt wird.The object is achieved by the method according to the invention in that that a) the pressure prevailing inside the pipe in the pipe wall generated mechanical stresses are used for measurement purposes, b) the magnetostrictive Effect of the pipe material is exploited and c) that which occurs in the pipe wall Flux change is detected by measurement.

Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgeschlagen, die eine Vorrichtung zur Magnetisierung der Wandung des Rohres aufweist und bei der der Meßwertaufnehmer aus der Wandung des Rohres und einer Spule mit einer oder mehreren Windungen besteht, die das Rohr umschließen.According to the invention, a device is used to carry out the method proposed which has a device for magnetizing the wall of the pipe and with the transducer from the wall of the tube and a coil with one or several turns that enclose the pipe.

Es wird auch vorgeschlagen, daß die Spule direkt zur Magnetisierung der Rohrwandung herangezogen wird.It is also suggested that the coil be used directly for magnetization the pipe wall is used.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Rohr, in dem der Druckverlauf ermittelt werden soll, nicht angebohrt, mit Rohranschlüssen versehen oder irgendwie verändert werden muß. Ein weiterer Vorteil liegt in der Robustheit der Meßeinrichtung, die auch bei verhältnismäßig hohen Temperaturen eingesetzt werden kann, da die Windungen der Spule im allgemeinen vibrationssicher und temperaturfest ausgeführt werden und die Auswerteeinrichtung für das elektrische Informationssignal nicht direkt am Ort des Meßvorganges angeordnet werden muß. Die Windungen der Spule können so ausgebildet sein, daß sie über Rohrverschraubungen oder dergleichen geschoben werden können. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß durch eine örtliche Verschiebung der Vorrichtung zur Magnetisierung des Rohres sowie (ler Spulenwindungen der Druckverlauf an verschiedenen Rohrstellen ohne einen zusätzlichen technischen Aufwand ermittelt werden kann.An advantage of the invention is that the tube in which the Pressure curve is to be determined, not drilled, provided with pipe connections or has to be changed somehow. Another advantage is its robustness the measuring device, which can also be used at relatively high temperatures can, since the turns of the coil are generally vibration-proof and temperature-resistant are executed and the evaluation device for the electrical information signal does not have to be arranged directly at the location of the measuring process. The turns of the coil can be designed so that they are pushed over pipe fittings or the like can be. It is also advantageous that by a local shift the device for magnetizing the pipe as well as (ler coil windings the pressure curve determined at different pipe locations without additional technical effort can be.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Mit 1 ist die Rohrwandung eines Rohrstückes bezeichnet, das aus einem ein flüssiges oder gasförmiges Medium enthaltenden Rohr herausgeschnitten ist. Das Medium kann sich in dem Rohr in Ruhe befinden oder das Rohr mit einer beliebigen Geschwindigkeit durchströmen. Das Rohrstück besteht aus einer magnetisierbaren Eisenlegierung und ist von einer Spule 2 und den Windungen 3 einer Induktionsspule umgeben. Zur Bereitstellung eines elektrischen Informationssignals U an den Klemmen der Spule 3 für den Druckverlauf in dem Rohrstück wird das Rohrstück 1 zunächst durch Anlegen einer nicht gezeigten Stromquelle an die Klemmen der Spule 2 magnetisiert. Nach dem Magnetisiervorgang wird der magnetostriktive Effekt ausgenutzt, der besagt, daß der magnetische Fluß im Material des Rohres abhängig ist von den mechanischen Spannungen im Rohrmaterial. Die mechanischen Spannungen werden durch den im Rohr vorhandenen Druck verursacht. Der remanente magnetische Fluß ändert somit seinen Wert entsprechend dem Druckverlauf in dem ein flüssiges oder gasförmiges Medium enthaltenden Rohrstück. Die Flußänderung wird in Form einer elektrischen Spannung an den Klemmen der Induktionsspule 3 meßtechnisch erfaßt und in einer zeichnerisch nicht dargestellten Auswerteeinheit ausgewertet.In the drawing is an embodiment of the invention Device for performing the method according to the invention is shown. With 1 is the pipe wall of a pipe section, which consists of a liquid or gaseous medium containing tube is cut out. The medium can are in the pipe at rest or the pipe at any speed flow through. The pipe section consists of a magnetizable iron alloy and is surrounded by a coil 2 and the turns 3 of an induction coil. For deployment an electrical information signal U at the terminals of the coil 3 for the pressure curve in the pipe section is the pipe section 1 first by applying a not shown Power source magnetized to the terminals of coil 2. After the magnetization process the magnetostrictive effect is used, which says that the magnetic flux in the material of the pipe depends on the mechanical stresses in the pipe material. The mechanical stresses are caused by the pressure in the pipe. The remanent magnetic flux thus changes its value according to the pressure curve in the pipe section containing a liquid or gaseous medium. The river change is measured in the form of an electrical voltage at the terminals of the induction coil 3 detected and evaluated in an evaluation unit, not shown in the drawing.

Die Höhe der in den Wicklungen der Induktionsspule 3 erzeugten Spannung ist ein Maß für die Geschwindigkeit der Druckänderung, während sich der Betrag der Druckänderung aus der Spannungszeitfläche ergibt, die durch Integration ermittelt werden kann. Die Auswertung kann analog oder digital erfolgen. Es ist auch möglich, die Auswertung mit Hilfe eines Rechners vorzunehmen.The level of the voltage generated in the windings of the induction coil 3 is a measure of the rate of pressure change while the amount of Pressure change results from the stress-time area, which is determined by integration can be. The evaluation can be done analog or digital. It is also possible, carry out the evaluation with the help of a computer.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß nicht vor jeder Messung das Rohrstück magnetisiert werden muß. Versuche haben nämlich ergeben, daß die verbleibende Magnetisierung in der Rohrwandung auch nach mehrfacher mechanischer Wechselbelastung für längere Zeit hinreichend konstant bleibt. Weiterhin ist es möglich, die Magnetisierung mit der Induktionsspule 3 selbst vorzunehmen. Es muß dann eine Einrichtung vorgesehen werden, mit der die Eingangsklemmen der Spule 3 von der Stromquelle auf die Auswerteeinheit umgeschaltet werden. Diese Umschaltung kann z.B. mit Hilfe von Kontakten oder Halbleitern erfolgen.It should also be noted that the pipe section should not be removed before each measurement must be magnetized. Tests have shown that the remaining magnetization in the pipe wall for longer periods even after repeated mechanical alternating loads Time remains sufficiently constant. It is also possible to use the magnetization make the induction coil 3 itself. A facility must then be provided with which the input terminals of the coil 3 from the power source to the evaluation unit be switched. This switching can be done e.g. with the help of contacts or semiconductors take place.

Claims

1. Method for providing an electrical information signal over the pressure curve in a containing a liquid or gaseous medium Tube, characterized in that a) the prevailing through the inside the tube Pressure in the pipe wall (1) generated mechanical stresses used for measurement purposes b) the magnetostrictive effect of the pipe material is used and c) the change in flow occurring in the pipe wall is recorded by measurement.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that a device (2) for magnetizing the wall (1) of the Tube is provided and that the transducer from the wall (1) of the tube and a coil with one or more turns (3) enclosing the tube.

3. Device for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the transducer consists of the wall (1) of the tube and one with one or more turns (3) the tube enclosing coil consists of the also serves to magnetize the wall (1) of the pipe.

L e r s e i t e