DE2608953B2 - Volumenmeßgerät - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Volumenmeßgerät für gasförmige oder flüssige Medien mit mindestens
einem drehbeweglicheri Meßorgan, dem eine Meßwerterfassungseinrichtung zur Gewinnung einer den
Umdrehungen des Meßorgans entsprechenden elektrischen Größe zugeordnet ist sowie mit einer an die
Meßwerterfassungseinrichtung angeschlossenen elektrischen Auswerteeinrichtung.
2157 127) ist eine Spule fest angeordnet, In diese Spule
wird von einem mit dem drehbeweglichen Meßorgan bewegten Ringmagneten eine Wechselspannung induziert, die den Umdrehungen des Meßorgans entspricht
und in einer Auswerteeinrichtung verarbeitet wird. Die Auswerteeinrichtung enthält neben einem Spannungsverstärker einen Schmitt-Trigger und einen elektronischen Zähler. Die Auswerteeinrichtung benöt'^t zum
Betrieb ihrer einzelnen Teile eine Betriebsspannung, die
ίο von einer separaten Betriebsspannungsquelle zur
Verfugung gestellt wird.
Bei einem anderen bekannten Meßgerät (DE-AS 12 98 603) besteht die Meßwerterfassungseinrichtung
aus einem Schutzgaskontaktwerk mit einem von dem
is drehbeweglichen Meßorgan angetriebenen, umlaufenden Tragkörper, der einen magnetisch leitenden Ring
trägt Der Tragkörper mit dem magnetisch leitenden Ring wird an einem Schutzgaskontakt vorbeigeführt,
der in einem Stromkreis mit einer Betriebsspannungs
quelle und einem Zählwerk liegt Bei Betätigung des
Schutzgaskontaktes schließen sich seine beiden Kontakte, und es fließt ein Stromimpuls zum Zählwerk. Das
bekannte Meßgerät benötigt also eine Betriebsspannungsquelle, die beispielsweise von einem Akkumulator
gebildet sein kann.
Ferner ist ein Durchflußmesser bekannt (DE-OS 19 21 697), bei dem von der drehenden Welle eines
Meßwerkes über ein Untersetzungsgetriebe ein Generator angetrieben wird; die Ausgangsklemme des
Generators ist rait einem magnetisch betätigten Zählwerk verbunden, das demzufolge den entsprechenden Durchfluß-Meßwert anzeigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Volumenmeßgerät mit einer Meßwerterfassungsein
richtung zur Gewinnung einer den Umdrehungen des
Meßorgans entsprechenden elektrischen Größe und einer elektrischen Auswerteeinrichtung vorzuschlagen,
das ohne eine äußere Betriebsspannungsquelle auskommt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Volumenmeßgerät der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß ein vom Meßorgan angetriebener elektrischer
Generator vorgesehen, dessen Ausgang über eine elektrische Puffereinrichtung die Betriebsspannung des
ganzen Meßgerätes bereitstellt.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Volumenmeßgerätes besteht darin, daß durch den Einsatz eines von dem
drehbeweglichen Meßorgan angetriebenen Generators aus der Strömungsenergie der zu messenden gasförmi
gen oder flüssigen Medien sowohl der eigentliche
Meßwert abgeleitet als auch die Energie gewonnen wii d, die zur Verarbeitung bzw. Anzeige des Meßwertes
erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Volumenmeßgerät kommt daher wie rein mechanisch arbeitende
Volumenmeßgeräte ohne eine zusätzliche Betriebsspannungsquelle aus und ist daher unabhängig von
Fremdenergie.
Die Meßwerterfassungseinrichtung kann bei dem erfindungsgemäßen Volumenmeßgerät untei schiedlich
ausgebildet sein. Sie kann beispielsweise als elektrischer
Impulsgeber ausgeführt sein, wie dies in der oben bereits angezogenen DE-AC 12 98 503 beschrieben ist. In
diesem Falle wird von dem Generator die Spannung erzeugt, die bei einer Betätigung der Kontakte des
('r» Schutzgaskontaktes einen Stromstoß für das Zählwerk
hervorruft, wo dann eine Zählung erfolgt.
Die Meßwerterfassungseinrichtung kann aber auch nach dem Prinzip eines Tachometergenerators ausge-
führt sein, so daß sie dann von einer Betriebsspannungsversorgung
unabhängig ist. Zur Verarbeitung der Spannung des Tachonietergenerators ist dann aber eine
Betriebsspannung erforderlich, die von denn Generator gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung
gestellt wird.
Bei dem erfindungsgemüßen Volumenmeßgerät kann
der Generator unterschiedlich ausgeführt sein. So wird
es als vorteilhaft angesehen, wenn der Generator ein
Bauteil für sich darstellt und von dem drehbeweglichen
Meßorgan angetrieben wird. In diesem Falle kann beispielsweise die Abtriebswelle des drehbeweglichen
Meßorgans aus einer ,dieses Organ aufnehmenden Meßkammer durch eine Stopfbuchse nach außen an den
Generator geführt sein, an dem dann eine zur Betriebsspannungsversorgung geeignete Spannung abgreifbar
jst
Insbesondere dann, wenn eine möglichst kleine Bauform des erfindungsgemäßen Volumen meßgerätes
angestrebt wird, ist es vorteilhaft, wenn das drehbewegliche
Meßorgan eine Magneteinrichtung trügt, der eine fest in einem das Meßorgan aufnehmenden Gehäuse
angebrachte Wicklungsanordnung unter Bildung des Generators zugeordnet ist Die jeweilige Anordnung
der Magneteinrichtung am Meßorgan und auch die Unterbringung der Wicklungsanordnung in dem Gehäuse
ist dabei weitgehend von der Konstruktion des Volumenmeßgerätes selbst bestimmt
Vielfach sind Volumenmeßgeräte mit einer Magnetkupplung
versehen, um die Drehbewegungen des Meßorgans ohne Verwendung einer Stopfbuchse oder
dergleichen durch die Wand der das Meßorgan aufnehmenden Meßkammer auf ein außerhalb der
Meßkammer angeordnetes Anzeigewerk zu übertragen. Bei einem derart ausgeführten Volumenmeßgerät
erscheint es vorteilhaft, wenn der Generator von der Magnetkupplung und einer dieser benachbart angeordneten
Wicklung gebildet ist. Als besonder» vorteilhaft wird es aus Platzgründen angesehen, wenn die Wicklung
im Raum zwischen den Hälften der Magnetkupplung feststehend untergebracht ist. Ein derartiger Aufbau des
Generators hat den wesentlichen Vorteil, daß eine zusätzliche Magnetanordnung zu seiner Bildung nicht
erforderlich ist, weil die Magnete der Magnetkupplung gleichzeitig zur Bildung des Generators mit herangezogen
und damit doppelt ausgenutzt werden. Auch die Anbringung der Wicklung wirft bei dieser Ausführung
des Generators keine besonderen Probleme auf, weil die Wicklung bei möglichst flacher Ausgestaltung ohne
weiteres an der Trennwand zwischen den Hälften der Magnetkupplung befestigt werden kann.
Eine besonders flach ausgebildete Wicklung zur Unterbringung zwischen den Hälften einer Magnetkupplung
ist vorteühafterweise als gedruckte Schaltung ausgebildet
Die Auswerteeinrichtung des erfindungsgemäßen Volumenmeßgerätes enthält vorzugsweise eine elektronische
Zählkette und eine Anzeigevorrichtung, wobei die elektronische Zählkette in vorteilhafter Weise von
inlegrierten elektronischen Bausteinen gebildet ist, um ihren Energiebedarf möglichst gering zu halten. Aus
demselben Grunde erscheint es vorteilhaft, wenn die Anzeigeeinrichtung Flüssigkristall-Anzeigeelemente
oder Feldeffekt-Anzeigeelemente enthält.
Zur Erläuterung Jer Erfindung ist in Fig. 1 ein
Volumenmeßgerät mit finer Magnetkupplung unter Ausnutzung als Generator wiedergegeben, und in
Fig.2 ein Atisführungsbeispiel für eint; Wicklung
gezeigt, wie sie in der Magnetkupplung Verwendung finden kann. In F i g, 3 ist anhand eines Blockschaltbildes
die Möglichkeit der Betriebsspannungsversorgung für einen Impulsgeber als Meßwerterfassungseinrichtung
_ 5 unter Verwendung des erfindungsgemäß vorgesehenen
Generators dargestellt; in Fig.4 ist gezeigt, wie der
konstruktive Aufbau eines Volumenmeßgerätes mit einem schaltungstechnischen Aufbau ausgeführt sein
kann, wie er in F i g. 5 anhand eines Blockschaltbildes
ίο einer elektrischen Auswerteeinrichtung aus elektronischen
Bausteinen mit dem erfindungsgemäßen Generator wiedergegeben ist
Das in F i g. 1 nur in seinen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wesentlichen Teilen dargestellte
Volumenmeßgerät enthält eine Meßkammer 1, in der ein drehbewegliches Meßorgan 2 in Form eines
Turbinenrades untergebracht ist Das Meßorgan 2 ist auf einer Welle 3 befestigt die an der Stelle 4 gelagert
ist An den/ vom Meßorgan 2 abgewendeten Ende der Welle 3 ist eine Hälfte 5 einer Lr.agnetkupplung 6
befestigt Die Hälfte 5 besteht aus einer Tragscheibe 7, auf der beispielsweise vier Magnete 8 derart auf dem
Umfang angeordnet sind, daß Magnete unterschiedlicher Polarität einander abwechseln.
Die Hälfte 5 der Magnetkupplung 6 ist durch eine dünne Trennwand 9 der Meßkammer 1 von der anderen
Kupplungshälfte 10 getrennt die ebenfalls eine Tragscheibe 11 für vier Magnete \2 aufweist Die
Tragscheibe 10 ist auf einer Welle 13 befestigt die in der Trennwand 9 gelagert ist Eine weitere Lagerstelle für
die Welle 13 befindet sich im Deckel 14 eines weiteren Gehäuseteiles 15, das an die Meßkammer 1 angeschraubt
ist
Die Welle 13 weist einen Tragkörper 16 mit einem magnetisch leitenden Ring 17 auf, auf dem sich jeweils eine Reihe von Permanentmagneten 18 und 19 befinden. Der magnetisch leitende Ring 17 mit den Permanentmagneten läuft bei Rotation der Welle i3 an Schutzgaskontakten 20 und 21 vorbei, deren Kontakte 22 und 23 bzw. 24 und 25 durch die Permanentmagnete in abwechselnder Folge geschlossen und geöffnet werden.
Die Welle 13 weist einen Tragkörper 16 mit einem magnetisch leitenden Ring 17 auf, auf dem sich jeweils eine Reihe von Permanentmagneten 18 und 19 befinden. Der magnetisch leitende Ring 17 mit den Permanentmagneten läuft bei Rotation der Welle i3 an Schutzgaskontakten 20 und 21 vorbei, deren Kontakte 22 und 23 bzw. 24 und 25 durch die Permanentmagnete in abwechselnder Folge geschlossen und geöffnet werden.
Da die Kontakte 22 und 23 bzw. 24 und 25 über Leitungen 26 und 27 im Stromkreis mit einer
Betriebsspannungsquelle und einem in der F i g. 1 nicht dargestellten elektromechanischen Zählwerk liegen,
wird bei jedem Schließen der Kontakte 22 und 23 bzw. 24 und 25 ein elektrischer Impuls erzeugt der im
Zählwerk gezählt wird. Der Stand des Zählwerkes ist daher den Drehbewegungen des Meßorgans 2 proportional
und entspricht daher der durch die Meßkammer 1 hindurchgelaufenen Flüssigkeits- oder Gasmenge.
Zwischen den Kupplungshälften 5 und 10 befindet sich eine schmale Wicklung 28, die zusammen mit der
Magnetkupplung ti einen Generator bildet Die herausgeführten Enden 29 der Wicklung 28 bilden den
Spannungsausgang des Generators, der zusammen mit einer Gleichrichieranordnung und einer Puffereinrichtung
die Betriebsspannungsquelle bildet Zur Erzeugung
wi von Impulsen benötigt daher das dargestellte yolumenmeßgerät
keine zusätzliche Betriebsspannung.
In F i g. 2 ist in Draufsicht eine Wicklung gezeigt, wie sie im Rahmen des Volumenmeßgerätes nach Fig. 1 in
Form einer gedruck en Schaltung Verwendung finden
h> kann. Die Windungen 30der Wicklung sind teilweise auf
verschiedenen Seiten einer Leiterplatte 31 vorhanden, um die erforderliche Leiterführung zu erhalten. Die
Wicklung ist besonders flach und kann somit ohne
Beeinträchtigung der Wirkung der Magnetkupplung 6 (vgl. Fig. 1) zwischen ihren Hälften 5 und tO an der
Trennwand 9 untergebracht werden.
Das Blockschaltbild nach Fig.3 läßt erkennen, daß
der Spannungsausgang 32 des Generalors 33, der beispielsweise in einer im Zusammenhang mit den
Fig. I und 2 beschriebenen Weise gebildet sein kann, über eine Gleichrichteranordnung 34 an eine Puffereinrichtung 35 angeschlossen ist, die von einem Pufferakkumulator gebildet sein kann. An die Puffereinrichtung 35
ist ein Impulsgeber 36 angeschlossen, dessen Impulse über eine Verbindungsleitung 37 an eine nicht gezeigte
Zähleinrichtung übertragen werden können. Der Impulsgeber 36 kann beispielsweise so ausgebildet sein,
wie es in der F i g. I dargestellt ist.
Der Gleichrichter 34 kann zusammen mit der Puffereinrichtung 35 und dem Impulsgeber 36 in dem
vjciiaUsc ι" des VGlüfncfÜNcugcfäicS näCn F i g. !
untergebracht sein. Es ist aber auch möglich, den Gleichrichter und den Pufferakkumulator in einem
zusätzlichen Gehäuse räumlich getrennt von dem Volumenmeßgerät zusammen mit der Anzeigeeinrichtung unterzubringen.
In Fig.4 ist eine Ansicht eines als Handzähler ausgeführten Volumenmeßgerätes nach der Erfindung
wiedergegeben. Das Volumenmeßgerät befindet sich in diesem Falle am Ende einer Schlauchleitung 40, die über
eine nicht dargestellte Pumpe mit einem ebenfalls nicht gezeigten Behälter mit einer abzugebenden Flüssigkeit
in Verbindung steht. Das Volumenmeßgerät enthält eine Anzeigeeinrichtung 41, die aus Flüssigkristall-Anzeigeelementen gebildet ist. Die Anzeige befindet sich auf der
Oberseite 42 eines Gehäuses 43, in dessen Innern neben einem durch einen Handgriff 44 betäiiguai cm öffiiungsventil ein drehbeweglicheü Meßorgan mit einem
erfindungsgemäß vorgesehenen Generator befindet. Der Generator liefert die Betriebsspannung für eine
elektrische Auswerteeinrichtung, die außer einem elektronischen Zähler die Anzeigeeinrichtung 41 als
Bestandteil enthält. Außerdem befindet sich in dem Gehäuse 43 auch die Meßwerterfassungseinrichtung.
Der schaltungsmäßige Aufbau des Volumenmeßgerätes nach F i g. 4 ist in der F i g. 5 dargestellt. Ein
■> Generator 50, der von dem nicht dargestellten
Meßorgan angetrieben wird, ist mit seinem Spannungsausgang 51 über einen Gleichrichter 52 an eine
Puffereinrichtung 53 angeschlossen. Über die Puffereinrichtung 53 wird von dem Generator 50 sowohl ein
ι» Verstärker 54 als auch ein nachgeordneter Impulsformer 55 sowie eine elektronische Zähleinrichtung 56 mit
Betriebsspannung versorgt. Der Verstärker 54 ist über eine Leitung 57 auch an eine Meßwerterfassungseinrichtung 58 angeschlossen, die beispielsweise von einem
ι') zusätzlichen Tachometergenerator oder von einem
elektrischen Impulsgeber gebildet sein kann. Der Zählerstand in der Zähleinrichtung 56 entspricht somit
3ICL3 UCI UUIUtI
g g
tung 56 wird in der nachgeordneten Anzeigeeinrichtung
59 zur Anzeige gebracht, wobei die Anzeigeeinrichtung
59 anstelle von Flüssigkristall-Anzeigeelementen auch
>r> und 5 besteht darin, daß infolge Verwendung einer
elektrischen Meßwerterfassungseinrichtung und einer elektrisch -an Auswerteeinrichtung ein verhältnismäßig
kleines und damit handliches Voiumenmeßgerät entsteht, das trotz dieser elektronischen Baugruppen eine
«i zusätzliche Betriebsspannungsquelle nicht benötigt
Mit der Erfindung wird ein Voiumenmeßgerät mit
elektrischer Meßwerterfassung und Auswertung vorgeschlagen, das ohne eine besondere Betriebsspannungsqueiie auskommt, weil aus dem zu messenden
ii gasförmigen oder flüssigen Medium nicht nur der
Meßwert abgeleitet, sondern auch die Energie zum Betrieb der Meßwerterfassungs- und der Auswerteeinrichtung entnommen wird.
Claims (10)
1. Volumenmeßgerät for gasförmige oder flüssige
Medien mit mindestens einem drehbeweglichen Meßorgan, dem eine Meßwerterfassungseinrichtung
zur Gewinnung einer den Umdrehungen des Meßorgans entsprechenden elektrischen Größe
zugeordnet ist sowie mit einer an die Meßwerterfassungseinrichtung angeschlossenen elektrischen Auswerteeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Meßorgan (2) angetriebener
elektrischer Generator (6,18) vorgesehen ist, dessen
Ausgang (29) Ober eine elektrische Puffereinrichtung die Betriebsspannung des ganzen Meßgeräts bereitstellt (F ig. 1X
2. Volumenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator einen Bauteil für
sich darstellt und von dem drehbeweglichen Meßorgan angetrieben wird.
3. Volumenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbewegliche Meßorgan
eine Magneteinrichtung trägt, der eine fest in einem
das Meßorgan aufnehmenden Gehäuse angebrachte Wicklungsanordnung unter Bildung des Generators
zugeordnet ist
4. Volumenmeßgerät nach Anspruch 1 mit einer Magnetkupplung, von der die Drehbewegungen des
Meßorgans von einer das Meßorgan aufnehmenden Meßkammer nach außen übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator
von der Magnetkupplung (6) und einer dieser benachbart angeordneten Wicklung (18) gebildet ist
(Fig. 1).
5. Volumenmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (18) im Raum
zwischen den Hälften (5,10) der Magnetkupplung (6) feststehend untergebracht ist
6. Volumenmeßgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (30) als
gedruckte Schaltung ausgebildet ist (P i g. 2).
7.
Volumenmeßgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßwerterfassungseinrichtung aus einem elektrischen Impulsgeber (16 bis 25) besteht der von dem
Meßorgan (2) angetrieben wird (F ig. 1).
8. Volumenmeßgeiät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Auswerteeinrichtung eine elektronische Zählkette (56) und eine
Anzeigeeinrichtung (59) enthält (Fig. 5).
9. Volumenmeßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (41)
Flüssigkristall-Anzeigeelemente enthält (Fig. 4).
10. Volumenmeßgerät nach Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung Feldeffekt-Anzeigeelemente enthält
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