DE2637621A1

DE2637621A1 - Anordnung zum messen von fluessigkeits- oder gasmengen

Info

Publication number: DE2637621A1
Application number: DE19762637621
Authority: DE
Inventors: Martin Ing Grad Clauss; Nikola Dipl Ing Ing Grad Vukas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1978-02-23
Also published as: FR2362368B3; FR2362368A1; GB1568421A; DE2637621B2; NL7709089A; JPS5326159A; DE2637621C3; CH625340A5; IT1084181B

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen^ 637621

Berlin und München » VPA 76 P 3 5 3 6 BRD

Anordnung zum Messen von Flüssigkeits- oder Gasmengen

Zur Mengenmessung von Flüssigkeiten oder Gasen werden vorwiegend Durchflußmesser mit einer Achse verwendet, die sich mit einer dem Durchfluß entsprechenden Drehzahl dreht. Solche Zähler sind z. B. die Ringkolbenzähler. Zur Verarbeitung der gemessenen Mengen, z. B. Übertragung zu einer Zentralen, Darstellung in bestimmten Dimensionen und Berechnung des Preises einer abgegebenen Menge ist eine elektrische Darstellung der Mengen zweckmäßig, damit die handelsüblichen elektronischen Bauteile eingesetzt vrerden können. Hierzu muß die Drehbewegung einer Achse in elektrische Signale umgesetzt werden.

Aus "Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung" von Steinbuch, 1962, Seiten 758 bis 762, sind Umsetzer von Drehwinkeln in Digitalzahlen bekannt, die einen um eine Achse drehbaren Ring aufweisen, der an seinem Umfang abwechselnd mit an eine Spannung gelegten leitenden und nicht leitenden Segmenten besetzt ist. Beim Abtasten dieser Segmente entstehen Impulse, die in einem Zähler aufsummiert werden. Der Zählerstand entspricht dem Winkel, um den der Ring gedreht wurde. Mit Hilfe von zwei Abtastern, deren Abstand kleiner als die Abmessung eines Segmentes ist, kann zusätzlich die Drehrichtung erfaßt werden, so daß bei Einsatz eines von der Drehrichtung gesteuerten Zweirichtungszählers dieser auch bei wechselnden Drehrichtungen die Winkelstellungen angibt. Derartige inkremental arbeitende Umsetzer haben den Nachteil, daß ein einmal auftretender Fehler alle nachfolgenden Messungen verfälscht. Sie sind daher für die Verwendung in Anordnungen zur Flüssigkeits- oder Gasmengenmessung nicht geeignet.

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Es sind ferner Analog-Digital-Umsetzer bekannt, bei denen auf um eine Achse drehbaren Scheiben in konzentrischen, kreisförmigen Spuren mit der Achse als Mittelpunkt Ziffern codiert auf-. getragen und mit je einem einer Spur zugeordneten Schleifkontakten abgetastet werden, so daß unmittelbar die absolute Winkelstellung der Scheibe als Ziffer zur Verfügung steht. Das mit solchen Anordnungen erzielbare Auflösungsvermögen reicht für Flüssigkeits- oder Gasmengenmessungen nicht aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Messen von Flüssigkeits- oder Gasmengen zu schaffen, die aufgrund ihres Auflösungsvermögens und der Sicherheit gegen Fehler zum Messen von Flüssigkeits- oder Gasmengen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Achse des Durchflußmessers ein Unterbrecher mit Segmenten befestigt ist, die von Detektoren abgetastet sind, deren Winkelbreite und die Winkelbreite ihrer Abstände gleich sind, die beim Abtasten der Segmente Signale bilden und die bezüglich der Unterbrechersegmente so angeordnet sind, daß beim Drehen des Unterbrechers nach jeweils einem bestimmten Winkel ein Detektorsignal auftritt oder verschwindet und daß die Detektorsignale einem Diskriminator zugeführt sind, an dessen Ausgang der Zähleingarfg eines Volumenzählers angeschlossen ist und der bei Änderung der Kombination der Detektorsignale einen Volumenimpuls erzeugt.

Die Detektoren und Unterbrecher können verschiedener Art sein. Z. B. können die Segmente des Unterbrechers und die Detektoren die Schleifkontakte und Bürsten von mechanischen Kontakten sein. Zweckmäßig werden aber die Segmente kontaktlos abgetastet, z. B. dadurch, daß der Unterbrecher eine Blende und die Detektoren lichtempfindliche Elemente, wie Fotoelemente oder Fotowiderstände sind, die durch Aussparungen in der Blende von einer oder mehreren Lichtquellen beleuehtbar sind. Vorteilhaft ist die Blende eine Flügelradblende. Die Blende kann auch die Form eines Hohlzylinders haben, der an seinem Umfang in axialer Richtung geschlitzt ist. Die Lichtquelle ist zweckmäßig in der Mitte des Hohlzylinders und die lichtempfindlichen Elemente außerhalb angeordnet. Die Anzahl der Segmente kann von der der Detektoren verschieden sein.

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In jeder Stellung des Unterbrechers liefern die Detektoren eine bestimmte Signalkombination. Die Signalkombinationen und ihre Folge bei kontinuierlichem Drehen des Unterbrechers hängt von der Anzahl der Segmente, deren Winkeln, die unterschiedlich sein können, ihrer gegenseitigen Lage sowie der Anzahl und Verteilung der Detektoren ab. Bei einer gegebenen Anzahl von Detektoren wird man die der Unterbrecher so wählen, daß während einer Umdrehung des Unterbrechers die Signalkombinationen einen einschrittigen Code bilden, d. h. in einer solchen Reihenfolge auftreten, daß sich jeweils nur ein Detektorsignal ändert. Bei Übergang von einer Signalkombination zu einer anderen kann dann kein durch Fertigungstoleranzen verursachter Fehler auftreten. Durch Überprüfen, ob sich mehrere Signale gleichzeitig ändern, können Abtastfehler festgestellt werden.

Anordnungen, die diese Forderung erfüllen, sind vorteilhaft in der Weise aufgebaut, daß bei gleicher Winkelbreite der Segmente und ihrer gegenseitigen Abstände der Winkelabstand der Detektoren gleich der durch die Anzahl der Detektoren dividierten Winkelbreite der Segmente ist. Der Winkelabstand der Detektoren kann auch durch Division des Kreisumfanges durch das Produkt durch Anzahl der Segmente und der Anzahl der Detektoren gebildet sein.'

Bei einer Umdrehung des Unterbrechers tritt eine größere Anzahl von Signalkombinationen auf, als Unterbrechersegmente vorhanden sind. Gegenüber den eingangs beschriebenen bekannten Anordnungen kann daher, wenn ein Volumenimpuls einer bestimmten Flüssigkeitsmenge entsprechen soll, eine niedrigere Drehzahl des Unterbrechers gewählt und dadurch ein geringerer Verschleiß erzielt werden, oder man kann, wenn die Drehzahl beibehalten wird, die Unterbrechersegmente breiter machen und daher größere Fertigungstoleranzen zulassen.

Sind z. B. vier gleichmäßig verteilte Unterbrechersegmente von je 45° Breite sowie drei Detektoren vorhanden, deren Winkelabstände 30° + η χ 90° (η = 0, 1, 2, 3) betragen, so werden beim Drehen des Unterbrechers um die Breite eines Segmentes und eines Segmentabstandes nacheinander sechs verschiedene Signalkombinationen erhalten, von denen sich die jeweils aufeinanderfolgen-

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den ui ein Signal unterscheiden. Bei jeder Signaländerung wird dem Volumenzähler ein Impuls zugeführt, dessen Stand daher der durch den Durchflußmesser geflossenen Menge entspricht. Statt dessen kann auch so verfahren werden, daß nur jeder sechste Viechsei der Signalkombination einen Zählimpuls für den Volumenzähler auslöst. Dieser Zählimpuls kann beim ¥echsel einer bestimmten Signalkombination zu einer anderen bestimmten Signalkombination erzeugt werden. Die drei niederwertigsten Stellen werden zur Anzeige von den Detektoren abgenommen.

Eine Verbesserung der Sicherheit gegen Fehler kann dadurch erreicht werden, daß jede neu erfaßte Signalkombination mit der vorangegangenen verglichen wird. Eine neu erfaßte Signalkombination darf nur die vorangegangene oder eine Kombination sein, die bei Drehen des Unterbrechers vor oder nach der vorangegangenen normalerweise auftritt. Wird bei dem Vergleich keine Übereinstimmung festgestellt, wird ein Fehlersignal abgegeben.

Für eine solche Prüfung wird jede neu erfaßte Signalkombination zwischengespeichert und mit der folgenden Signalkombination verglichen. Ferner kann die zwischengespeicherte Kombination oder die neu erfaßte Kombination einem Addierer oder Subtrahierer zugeführt werden, welche die entsprechenden benachbarten Kombinationen erzeugen. Es kann aber auch so vorgegangen werden, daß die zwischengespexcherten oder die neu erfaßten Signalkombinationen als Adressen von Zellen eines Speichers aufgefaßt werden, in denen die jeweils benachbarten Kombinationen enthalten sind. Es wird jeweils eine Speicherzelle aufgerufen und deren Inhalt auf die einen Eingänge von Vergleichern gegeben, deren anderen Eingängen die neu erfaßte Signalkombination zugeführt ist. Stellt dann keiner der Vergleicher eine Übereinstimmung fest, wird' ein Fehlersignal abgegeben.

Der Volumenzähler kann dadurch gebildet sein, daß bei Auftreten eines Volumenimpulses eine bestimmte Zelle eines Speichers aufgerufen und deren Inhalt je nach Zählrichtung um Eins erhöht oder erniedrigt wird.

Es können auch mehrere Durchflußmesser mit Unterbrechern und Detektoren vorhanden sein, die zyklisch oder in Abhängigkeit der

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Volumenimpulse an die Speicher und Vergleicher angeschlossen sind. Zweckmäßig ist in diesem Falle ein Mikroprozessor vorgesehen, dem die Ausgangssignale der Detektoren zugeführt sind, der die Volumenimpulse aufsummiert, die neu erfaßten Signalkombinationen mit den vorangegangenen und die mit den in der Reihenfolge der von den Detektoren abzugebenden Signalkombinationen vorangehenden und folgenden Signalkombiiiationen vergleicht und der den Stand des Volumenzählers mit einem Eichfehler und einem Grundpreis multipliziert.

Anhand der Zeichnung werden imfolgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels, Figur 2 eine vorteilhafte Ausführungsform des Unterbrechers und

der Detektoren und
Figur 3 mit der Anordnung nach Figur 2 erzeugte Impulsdiagramme und Signalkombinationen.

In Figur 1 ist mit R eine Rohrleitung bezeichnet, durch die eine Flüssigkeit strömt. Es soll die Durchflußmenge bestimmt werden. Hierzu ist in die Rohrleitung R ein Durchflußmesser DM₅ z. B. ein Ringkolbenzähler geschaltet, aus dem eine Achse AC geführt ist, auf der eine Flügelblende FB mit Flügeln FL sitzt. Auf der einen Seite der Blende sind im Bereich der Flügel FL Lumineszenzdioden LD1, LD2 und LD3 angebracht, die durch die Zwischenräume zwischen den Flügeln Fotowiderstände PW1, PW2 und PW3 beleuchten.

Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht der Flügelblende FB. Sie weist vier Flügel FL1, FL2, FL3 und FL4 auf, die gleiche Breite von jeweils 45° haben und zwischen denen Zwischenräume von ebenfalls je 45° sind. Im allgemeinen wird man eine Blende mit einer weit größeren Flügelanzahl einsetzen. Die Fotowiderstände PW1, PW2 und PW3, die von jeweils einer Lichtquelle, z. B. einer Lumineszenzdiode,, oder von einer gemeinsamen Lichtquelle durch die Zwischenräume beleuchtet werden können, haben im gezeichneten Ausführungsbeispiel Winkelabstände von je 120°. In der eingezeichneten Stellung der Flügelblende FB sind die Foto-

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widerstände Σ¥1 und PW3 beleuchtet, der Fotowiderstand PW2 ist durch den Flügel FL2 abgedeckt. Ist das Ausgangssignal eines beleuchteten Fotowiderstandes log. "1" und das eines abgedeckten Fotowiderständes log. "0", so sind die Ausgangssignale der Fotowiderstände PW1 und PW3 "1" und das des Fotowiderstandes PW2 "0", Beim Drehen der Flügelblende FB in Uhrzeigerrichtung wird zunächst der Fotowiderstand PW3 abgedeckt, dann gerät der Fotowiderstand PW2 in den Zwischenraum zwischen den Flügeln FL1 und FL2 und danach wird der Fotowiderstand PW1 vom Flügel FlA abgedeckt usf. Die so entstehenden Signale sind als Zeitdiagramm in Figur 3a aufgetragen. Die senkrechte, gestrichelte Linie entspricht dem in Figur 2 gezeichneten Zustand. Das oberste Diagramm pw1 zeigt das Ausgangssignal des Fotowiderstandes PW1, das Diagramm pw2 das des Fotowiderstandes PW2 und das Diagramm pw3 das des Fotowiderstandes PW3. Wegen der endlichen Abmessungen der Fotowiderstände PW1, PW2 und PW3 sind die Signalflanken abgeschrägt. Aus den Diagrammen ist ersichtlich, daß die Ausgangssignale der Fotowiderstände sich stets nacheinander ändern, daß aber nie gleichzeitig zwei Ausgangssignale wechseln. Bleibt die Flügelblende in einer Stellung stehen, in der ein Fotoelement halb beleuchtet ist, so kann der diesem Fotoelement nachgeschaltete Impulsformer entweder den einen oder den anderen Signalzustand feststellen und diesen weitergeben. Dies bedeutet aber keinen größeren als der bei der Digitalisierung von Analogwerten üblichen Digitalisierungsfehler. Würden aber zwei Signale gleichzeitig geändert, so könnte ein wesentlich größerer Fehler entstehen.

Da die Flügel FL und die Zwischenräume zwischen den Flügeln gleiche Breite haben, wiederholen sich die Signalkombinationen nach jeweils einer Umdrehung der Flügelblende FB um 90°. Während dieser 90° entstehen sechs verschiedene Signalkombinationen, die sich während einer ganzen Umdrehung der Flügelblende viermal wiederholen. Zur Verdeutlichung sind in Figur 3b die Signalzustände pw'1, pw'2, pw'3 der Fotowiderstände PVH, PW2 und PW3 in Form einer Tabelle dargestellt. Dabei entsprechen die in den Spalten der Tabelle angegebenen Signalzustände, den darüber in den Diagrammen pwi, pw2 und pw3 graphisch dargestellten Signalen.

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Die in Figur 3 veranschaulichten Signalkombinationen können nicht nur mit der in Figur 2 gezeigten Anordnung der Fotowiderstände erhalten werden, sondern sie werden auch mit jeder anderen Anordnung erhalten, in der ein oder mehrere Fotowiderstände um 90, 180 oder 270° gegenüber der in Figur 2 eingezeichneten Stellung versetzt sind. Beispielsweise kann der Fotowiderstand PW2 an der durch einen Pfeil PV/'2 gekennzeichneten Stelle oder an den Stellen PW"2 oder Rf"¹2 angeordnet sein.

Gemäß Figur 1 gelangen die Ausgangssignale der Fotowiderstände PW1, PW2 und PW3 auf einen Vorverstärker und Impulsformer W, an den die Eingänge eines ersten Zwischenspeichers ZSP1 angeschlossen sind. Mit einem Impuls auf einer Taktleitung T1 werden die Ausgangssignale des Vorverstärkers W in den Zwischenspeicher ZSP1 übernommen und auf die Eingänge eines zweiten Zwischenspeichers ZSP2 gegeben, in den sie mit einem Taktimpuls auf einer Leitung T2 eingetragen werden. Die Frequenz der Taktimpulse muß mindestens gleich der höchstmöglichen Anderungsfrequenz der von den Fotowiderständen PW1, PW2 und PW3 abgegebenen Signalkombinationen sein. Die Taktimpulse auf den Leitungen T1 und T2 haben gleiche Frequenz, sind aber phasenverschoben. Nach dem Impuls auf der Leitung T2 bis zum Auftreten des nächsten Impulses auf der Leitung T1 sind die Inhalte der beiden Zwischenspeicher ZSP1, ZSP2 gleich. Danach können die Inhalte unterschiedlich sein.

Die Ausgangssignale des ersten Zwischenspeichers ZSP1 werden ferner den einen Eingängen E1V1, E1V2 und E1V3 von Vergleichern VGL1, VGL2 und VGL3 zugeführt. An den zweiten Eingängen E2V1 des Vergleichers VGL1 liegen die Ausgangssignale des zweiten Zwischenspeichers ZSP2. Solange die in diesem gespeicherte Signalkombination gleich der vom Zwischenspeicher ZSP1 neu erfaßten Signalkombination ist, gibt der Vergleicher VGL1 "1"-Signal ab.

Ist die im Zwischenspeicher ZSP2 enthaltene Signalkombination von der vom Zwischenspeicher ZSP1 erfaßten verschieden, wechselt das Ausgangesignal des Vergleichers VGL1 bei den Impulsen auf der Leitung T1 von "1" nach "0". Dieser Signalwechsel wird als Zählimpuls einem Volumenzähler VZ zugeführt. Unter der Voraussetzung, daß dessen Zähleingang freigegeben ist, summiert dieser die Impulse auf, so daß sein Stand nach einer Umdrehung der Flügelblen-

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de FB um 90 6 und nach einer ganzen Umdrehung 24 beträgt. Diese Ziffern sind ein Maß für die durch die Rohrleitung R geströmte Flüssigkeits- oder Gasmenge. Zur Darstellung dieser Menge in einer der üblüiai Dimensionen, wie Kubikzentimeters Liter, wird der Stand des Zählers VZ mit den Volumenimpulsen gesteuert, in einer ersten Multipliziereinheit MPZ1 mit einem Eichfaktor multipliziert, der über eine Leitung EF zugeführt wird und der dem Durchflußmesser DM, der Anzahl und Anordnung der Flügel der Flügelblende FB und der Fotowiderstände PW1, PW2, PW3 angepaßt ist. Das Multiplikationsergebnis, das die jeweilige durch das Rohr geströmte Menge in einer gebräuchlichen Dimension angibt, wird in ein Volumenregister VR übernommen, an das eine Volumenanzeigeeinheit VAZ angeschlossen ist. Diese stellt in Dezimalziffern mit Dimensionsangabe das Meßergebnis dar. An den Ausgang des Volumenregisters VR ist ferner eine zweite Multipliziereinheit MPZ2 angeschlossen, die ebenfalls von den Volumenimpulsen gesteuert ist und die das gemessene Volumen mit einem auf einer Leitung GP zugeführten Grundpreis für die Volumeneinheit multipliziert, so daß ihre Ausgangssignale, die einem Preisregister PR zugeführt sind, den Preis für die von der Volumenanzeigeeinheit VAZ angezeigte Flüssigkeitsoder Gasmenge angeben. In einer Preisanzeigeeinheit PAZ wird der Preis in Digitalziffern dargestellt. I-

Der zweite Zwischenspeicher ZSP2 und der Vergleicher VGL1 dienen außer der Erzeugung der Volumenimpulse für den Volumenzähler VZ in Verbindung mit zwei weiteren Vergleichern VGL2 und VGL3 und einem Speicher SP zur Fehlerkontrolle. Der Speicher SP enthält sechs Zellen mit einer Speicherkapazität von je 6 Bit. Die Adressen der Zellen sind die von den Fotowiderständen PW1, PW2 und PW3 erzeugten, in Figur 3b angegebenen Signalkombinationen. Beim Auftreten jeder gültigen Signalkombination wird daher eine Speicherzelle aufgerufen. Die ersten drei Bit jeder Speichezelle geben die Signalkombination an, die in der normalen Reihenfolge der Signalkombinationen vor der Kombination auftritt, welche die Adresse der Speicherzelle bildet. In der zweiten Hälfte der Speicherzelle steht die Signalkombination, die nach der Signal- ; kombination auftreten soll, die gleich der Adresse der Speicher- ; zelle ist. Die ersten drei Bit werden den zweiten Eingängen E2V2 ■ des Vergleichers VGL2, die letzten drei Bit den zweiten Eingän- j gen E2V3 des Vergleichers VGL3 zugeführt. In diesen Vergleichern

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werden die Inhalte der Speicherzellen mit den neu erfaßten Signalkombinationen, die den ersten Eingängen E1V2 und E1V3 zugeführt sind, verglichen. Im Falle der Fehlerfreiheit muß jede vom ersten Zwischenspeicher ZSP1 neu erfaßte Signalkombination entweder gleich der im zweiten Zwischenspeicher ZSP2 enthaltenen, zuvor erfaßten Signalkombination oder gleich der normalerweise folgenden oder, im Falle entgegengesetzter Strömungsrichtung, vorangehenden Signalkombination sein. In diesen drei Fällen stellt einer der Vergleicher VGL1, VGL2 oder VGL3 Übereinstimmung der ihm zugeführten Kombinationen fest und gibt "1"-Signal an ein NOR-Glied NOR ab, dessen Ausgangssignal daher Null ist. Tritt aber eine Signalkombination auf, die nicht zu den sechs möglichen Kombinationen gehört oder die bei der im zweiten Zwischenspeicher ZSP2 enthaltenen kombination noch nicht auftreten dürfte, geben alle Vergleicher "O"-Signal ab und das NOR-Glied NOR erzeugt auf einer Leitung F2 ein Fehlersignal. Die Vergleicher VGL2. und VGL3 steuern außerdem die Zählrichtung des Volumenzählers VZ.

An einem Beispiel wird im folgenden die Prüfung der Signalkombinationen und die Richtungssteuerung des Volumenzählers VZ näher erläutert. Im zweiten Zwischenspeicher ZSP2 stehe die Kombination "100". Diese wird den zweiten Eingängen E2V1 des Vergleichers VGL1 und den Adresseneingängen ADE des Speichers SP zugeführt. Die zweiten Eingänge E2V2 des Vergleichers VGL2 erhalten daher die Kombination "101" und die zweiten Eingänge E2V3 des Vergleichers VGL3 die Kombination "110". Der Durchfluß durch die Rohrleitung R sei so gering, daß beim nächsten dem ersten Zwischenspeicher ZSP1 zugeführten Taktimpuls die von den Fotowiderständen PW1, PW2 und PW3 abgegebene Kombination noch gleich der im zweiten Zwischenspeicher ZSP2 enthaltenen ist. In diesem Falle spricht der Vergleicher VGL1 an, er gibt weiterhin "1"-Signal ab, das im NOR-Glied NOR invertiert wird; auf der Leitung F2 erscheint kein Fehlersignal, am Eingang des Volumenzählers VZ kein Zählimpuls. Beim Weiterdrehen der Flügelblende FB tritt, falls kein Fehler auftritt, nach der Kombination "100" die Kombination ; "110" auf; das ist die Kombination, die an die zweiten Eingänge '■_ E2V3 des Vergleichers VGL3 vom Speicher SP gelegt ist. Diese Kombination wird mit dem nächsten Taktimpuls auf der Leitung T1 in j den ersten Zwischenspeicher ZSP1 übernommen. Damit spricht der Vergleicher VGL3 an, indem er "1"-Signal auf das NOR-Glied NOR

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und einen Eingang V des Volumenzählers VZ gibt, wodurch dieser auf Vor\rärtszählen gesteuert ist. Mit dem nächsten Taktimpuls auf der Leitung T2 wird die Kombination "110" in den zweiten Zwischenspeicher ZSP2 übernommen und die Zelle des Speichers SP mit der Adresse "110" aufgerufen. Dadurch werden an die zweiten Eingänge E2V2 des Vergleichers VGL2 die Signale "100" und an die zweiten Eingänge E2V3 des Vergleichers VGL3 die Signale "010" gelegt. Der Vergleicher VGL3 nimmt darauf sein Ausgangssignal zurück, so daß der Zähler VZ gesperrt ist. Das "0"-Signal auf der Leitung F2 wird dadurch aufrechterhalten, daß der Vergleicher VGL1 Übereinstimmung der ihm zugeführten Signalkombinationen feststellt. Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis die nächste Signalkombination "010" vom Zwischenspeicher ZSP2 erfaßt wird. Der Vergleicher VGL3' gibt wieder den Eingang V für die Vorwärtszählung des Volumenzählers VZ frei, und der Vergleicher VGL1 gibt einen Zählimpuls. Auf diese Weise wird bei jeder Änderung der von den Fotowiderständen PW1, PW2 und PW3 ausgegebenen Signalkombinationen der Stand des Zählers VZ um Eins erhöht.

Beim Zurückfließen der Flüssigkeit durch die Rohrleitung R dreht sich die Flügelblende FB in entgegengesetzter Richtung, so daß die in Figur 3b angegebenen Signalkombinationen von rechts nach links durchlaufen werden. Es folgt also z„ B. auf die Kombination "011" die Kombination "010", d_o i. die Kombination, die an die zweiten Eingänge E2V2 des. Vergleichers VGL2 gelegt ist. Dieser steuert daher einen Eingang R des Volumenzählers VZ an, der dadurch für die Rückwärtszählung freigegeben ist„ Der gleichzeitig vom Vergleicher VGL1 kommende Zählimpuls bewirkt daher eine Erniedrigung des Standes des Volumenzählers VZ um Eins. Im zweiten Zwischenspeicher ZSP2 stehe die Kombination "110", den Vergleichern VGL2 und VGL3 sind daher die Kombinationen "100" und "010" zugeführt. Tritt nun am Ausgang des ersten Zwischenspeichers ZSP1 infolge eines Fehlers die Kombination "001" auf, spricht keiner der Vergleicher VGL1, VGL2 und VGL3 an_e Ihre drei Ausgangssignale sind Null, der Zähler VZ ist gesperrt und das NOR-Glied NOR schaltet auf die Leitung F2 "1"-Signal, das eine Fehleranzeige in der Einheit FAZ auslöst.

Die Anordnung nach Figur 1 kann in verschiedener Weise geändert werden. Beispielsweise kann der Zähler VZ so ausgebildet sein,

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daß er einen Zählimpulseingang für die Vorwärtszählung und einen Zählimpulseingang für die Rückwärtszählung aufweist. In diesem Falle braucht der Vergleicher VGL1 nicht mit dem Zähler VZ verbunden zu sein. Der Impulseingang für die Vorwärtszählung wird an den Vergleicher VGL3, der Eingang für die Rückwärtszählung an den Zähler VGL2 angeschlossen. Der Adresseneingang ADE des Speichers SP kann auch vom ersten Zwischenspeicher ZSP1 angesteuert und die ersten Eingänge E1V2, E1V3 der Vergleicher VGL2, VGL3 an den zweiten Zwischenspeicher ZSP2 angeschlossen sein.

Anstelle der Vergleicher VGL1, VGL2 und VGL3 kann ein einziger Vergleicher verwendet werden, an den die drei Signalkombinationen nacheinander angelegt werden. In einer bevorzugsten Ausführungsform sind die Zwischenspeicher ZSP1, ZSP2, der oder die Vergleicher VGL1, VGL2, VGL3, der Speicher SP, der Volumenzähler VZ, die Multipliziereinheiten MPZ1 und MPZ2 sowie das Volumenregister VR und das Preisregister PR zumindest teilweise als Mikroprozessor ausgebildet, wobei die Funktionen der einzelnen Einheiten mit einem Programm realisiert sein können.

Die Anordnung nach Figur 1 kann zum Messen der Mengen von durch mehrere Rohrleitungen strömenden Flüssigkeiten oder Gasen dadurch erweitert werden,, daß jeder zu messenden Menge ein Durchflußmesser mit einer Flügelblende, einer Beleuchtungseinrichtung und Fotowiderständen, ferner ein Zwischenspeicher, ein Volumenzähler und die Anzeigeeinheiten VAZ, PAZ₅ FAZ zugeordnet sind, denen die übrigen Einheiten Vergleicher, Speicher und Multiplizierer zeitmultiplex zugeschaltet sind. Eine solche Anordnung läßt sich besonders vorteilhaft mit einem Mikroprozessor realisieren.

Vor allem, wenn die' Multiplizierer die Inhalte von mehreren Volumenzählern und Volumenregistern multiplizieren müssen, kann der Fall eintreten, daß bei hohem Durchlauf der zu messenden Flüssigkeiten oder Gase die Rechengeschwindigkeit nicht mehr ausreicht, bei jedem Volumenimpuls eine Multiplikation durchzuführen. In diesem Falle genügt es_? den Stand des Volumenzählers und den Inhalt des Volumenregisters nur nach jeweils einer bestimmten Anzahl von Impulsen zu multiplizieren. Es ist daher in die

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Zuleitung zu den Steuereingängen der Multiplizierer MPZ1, MPZ2 ein steuerbarer Frequenzteiler FT vorgesehen, der sich bei Überschreiten einer bestimmten Eingangsfrequenz einschaltet.

11 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

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Anordnung zum Messen von Flüssigkeits- oder Gasmengen mit einem Durchflußmesser, dessen Achse sich mit einer zum Durchfluß proportionalen Drehzahl dreht, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (AC) des Durchflußmessers ein Unterbrecher (FB) mit Segmenten (FL) befestigt ist, die von Detektoren (PW1, PW2, PW3) abgetastet sind, deren Winkelbreite und die Winkelbreite ihrer Abstände gleich sind, die beim Abtasten der Segmente (FL) Signale bilden und die bezüglich der Unterbrechersegmente (FL) so angeordnet sind, daß beim Drehen des Unterbrechers (FB) nach jeweils einem bestimmten Winkel ein Detektorsignal ,auftritt oder verschwindet und daß die Detektorsignale einem Diskriminator zugeführt sind, an dessen Ausgang der Zähleingang eines Volumenzählers (VZ) angeschlossen ist und der bei Änderung der Kombination der Detektorsignale einen Volumenimpuls erzeugt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der Detektoren (PW1, PW2, PW3) gleich der durch die Anzahl der Detektoren (PW1, PW2, PW3) dividierten Winkelbreite der Segmente ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der Detektoren (PWI, PW2, PW3) durch Division des Kreisumfanges durch das Produkt der Anzahl der Segmente (FLI, FL2, FL3, FL4) und-der Anzahl der Detektoren (PW1, PW2, PW3) gebildet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Detektor (PW2) um das ganzzahlige Vielfache des Winkels versetzt ist, der durch Division des Kreisumfanges durch die Anzahl der Segmente (FL1 „„. FL4) gebildet ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung vorgesehen ist, in welcher die beim Umlauf des Unterbrechers in normaler Drehrichtung von den Detektoren (PW1, PW2, PW3) abzugebenden Signalkombina-

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tionen und deren Reihenfolge gespeichert sind, die jede auftretende Signalkombination zwischenspeichert und mit der folgenden Cignalkombination vergleicht und ein Fehlersignal abgibt, wenn die folgende Signalkombination weder gleich der gespeicherten Signalkombination noch gleich einer in der Reihenfolge der Signalkombinationen vor oder nach dieser stehenden Signalkombinationen ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (SP) vorgesehen ist, dessen Zellen jeweils einer der von den Detektoren abzugebenden Signalkombinationen zugeordnet sind und in dessen Zellen jeweils die Signalkombinationen gespeichert sind, die in der Reihenfolge der Signalkombinationen vor und nach der Signalkombination stehen, der die Zelle zugeordnet ist und daß nach Erfassen einer Signalkombination die dieser zugeordnete Speicherzelle aufgerufen und in die dieser Zelle gespeicherten Signalkombinationen mit der nächsten erfaßten Signalkombination verglichen v/erden.
7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher vorgesehen ist, dessen Zellen jeweils einer der von den Detektoren abzugebenden Signalkombinationen zugeordnet sind und in dessen Zellen jeweils die Signalkombinationen gespeichert sind, die in der Reihenfolge der Signalkombinationen vor und nach der Signalkombination stehen, der die Zelle zugeordnet ist und daß bei Erfassen einer Signalkombination die dieser zugeordnete Speicherzelle aufgerufen und die in dieser gespeicherten Signalkombinationen mit der zuvor erfaßten Signalkombination verglichen werden.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenzähler (VZ) ein Zweirichtungszähler ist, dessen Zählrichtung in Vorwärtsrichtung gesteuert ist, wenn die neu erfaßte Signalkombination gleich der in der von den Detektoren (P¥1, PW2, PW3) abzugebenden Signalkombinationen folgenden Signalkombination ist, und dessen Zählrichtung in Rückwärtsrichtung gesteuert ist, wenn die neu

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erfaßte Signalkombination gleich der in der Reihenfolge der von den Detektoren (PV/1, PW2, P¥3) abzugebenden Signalkombinationen vorangehenden Signalkombination ist»

ο Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenzähler dadurch gebildet ist, daß bei Auftreten eines Volumenimpulses eine bestimmte Zelle eines Speichers aufgerufen und dessen Inhalt je nach Zählrichtung um Eins erhöht oder erniedrigt wird.

1Oo Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Durchflußmesser mit Unterbrechern und Detektoren vorhanden sind, die zyklisch oder in Abhängigkeit der. Volumenimpulse an die Speicher (SP) und Vergleicher (VGL1, VGL2, VGL3) angeschlossen sind.

ο Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprozessor vorhanden ist, dem die Ausgangssignale der Detektoren (PW1, PW2, PW3) zugeführt sind, der die Volumenimpulse aufsummiert, die neu erfaßten Signalkombinationen mit den vorangegangenen und mit den in der Reihenfolge der von den Detektoren abzugebenden Signalkombinationen vorangehenden und folgenden Signalkombination vergleicht und der den Stand des Volumenzählers mit einem Eichfaktor und einem Grundpreis multipliziert.

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