DE2637621B2 - Anordnung zum Messen von Flüssigkeits- oder Gasmengen - Google Patents
Anordnung zum Messen von Flüssigkeits- oder GasmengenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Anordnungen haben den Vorteil, daß die Umdrehungen der Achse und damit die Durchflußmengen
elektrisch dargestellt sind, so daß die gemessenen Mengen mit handelsüblichen elektronischen Bauteilen
weiterverarbeitet werden können, z. B. zu einer Zentralen übertragen, in bestimmten Dimensionen
dargestellt und der Preis einer abgegebenen Menge berechnet werden kann.
Anordnungen zum Umsetzen der Umdrehungen einer Achse oder Welle in elektrische Signalen sind in
zahlreichen Ausführungen bekannt. Zum Beispiel sind in »Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung« von Steinbuch,
1962, Seiten 758 bis 762 Umsetzer von Drehwinkeln in Digitalzahlen beschrieben, die einen um
eine Achse drehbaren Ring aufweisen, der an seinem
Umfang abwechselnd mit an eine Spannung gelegten leitenden und nichtleitenden 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 A.bstand kleiner als
die Abmessung eines Segmentes ist, kann zusätzlich die Drehrichtung erfaßt werden, so daß bei Einsatz eines
von der Drehrichtung gesteuerten Zweiiichtungszählers
dieser auch bei wechselnden Drehrichtungen die Winkelste'lungen angibt
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 aufgetragen und mit je 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 Gasmengenmessung^n nicht aus.
in der DE-OS 2140685 ist ein DurchfluOmesser
beschrieben, dessen Unterbrechersegmente kontaktlos fotoelektrisch abgetastet werden. Die Verwendung von
zwei fotoelektrischen Abtastern ermöglicht, mit Hilfe einer logischen Schaltung die Durchflußrichtung zu
bestimmen.
Aus der österreichischen Patentschrift 2 88 059 und der schweizerischen Patentschrift 4 78 411 ist es ferner
bekannt, mindestens drei Abtaster und mehrere Unterbrechersegmente vorzusehen, so daß die beiden
Drehrichtungen der Achse sicherer unterschieden werden können.
In der britischen Patentschrift 14 19 514 ist eine Anordnung zum Bestimmen des Drehwinkels einer
Achse beschrieben, deren Unterbrecher eine Vielzahl von Segmenten aufweist und die fünf fotoelektrische
Abtaster enthäit, deren Abstand von dem der Segmente und der Segmentbreite verschieden ist. Diese fünf
Abtaster sind so angeordnet, daß sich beim Verdrehen des Unterbrechers um ein Segment zehn verschiedene
Signalkombinationen ergeben. Diese Signalkombinationen werden decodiert und auf eine Anzeigeeinheit
gegeben. Beim Erreichen vorgegebener Signalkombinationen werden Impulse auf einen Zweirichtungszähler
gegeben, und zwar je nach Drehrichtung auf den Eingang für Vorwärts- oder den für Rückwärtszählung.
Eine zusätzliche Einrichtung stellt fest, ob eine unzulässige Signalkombination auftritt. Unzulässige
Folgen von Signalkombinationen, die auftreten, wenn ein Drahtbruch oder ein Kurzschluß auftritt, können
auch mit einer Anordnung festgestellt werden, die in der DE-AS 11 35 093 beschrieben ist
Die bekannten Umsetzer von Drehwinkeln in Digitalwerte haben wie alle inkremental arbeitenden
Umsetzer den Nachteil, daß ein einmal auftretender Fehler alle nachfolgenden Messungen verfälscht. Die
Anordnung nach der britischen Patentschrift 14 19 514 ist zwar mit erheblichem Aufwand gegen das Auftreten
von unzulässigen Signalkombinationen gesichert. Tritt aber ein Fehler in der Weise auf, daß fälschlich eine
zulässige Signalkombination erscheint, so wird, wenn dies zu einem Zählimpuls führt, ein fehlerhaftes
Meßergebnis erhalten. Auch die Anordnung nach der DE-AS 11 35 093 bietet keinen ausreichenden Schutz
gegen Fehlmessungen, da sie einerseits nicht alle unzulässigen Signalfolgen erfaßt und andererseits bei
zulässigen Folgen, z.B. Drehrichtungsumkehr, eine Fehlermeldung abgibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit welcher die
Umdrehungen der Achse von Durchflußmessern mit hoher Sicherheit erfaßt und Fehler bei der Bildung der
Volumenimpulse weitgehend ausgeschlossen werden.
hrfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Maßnahmen gelöst
Mit der neuen Anordnung wird somit jede neu erfaßte Signalkombination mit der vorangegangenen verglichen.
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
diesem Vergleich keine Übereinstimmung festgestellt, wird ein Fehlersignal abgegeben. Für diese Prüfung
wird jede neu erfaßte Signalkombination zwischengespeichert und mit der folgenden Signalkombination
verglichen. Hierzu 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 zwischengespeicherten 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 das 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.
Die Detektoren und Unterbrecher können verschiedener Art sein. Zum Beispiel können die Segmente des
Unterbrechers und die Detektoren die Schleifkontakte und Bürsten von mechanischen Kontakten sein.
Zweckmäßig werden aber die Segmente kontaktlos, z. B. fotoelektrisch, abgetastet, wobei der Unterbrecher
eine Flügelradblende ist. Die Blende kann auch die Form eines Hohlzylinders haben, der an seinem Umfang in
axialer Richtung geschlitzt ist. Die Lichtquelle ist dann zweckmäßig in der Mitte des Hohlzylinders und die
lichtempfindlichen Elemente außerhalb angeordnet. Die Anzahl der Segmente kann von der der Detektoren
verschieden sein.
In jeder Stellung der 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 eif.er 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 der Anzahl der Segmente und der Anzahl der Detektoren gebildet sein.
Sind z. B. vier gleichmäßig verteilte Unterbrechersegmente von je 45° Breite sowie drei Detektoren
vorhanden, deren Winkelabstände 30° +ηχ90° (n=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 aufeinanderfolgenden um ein Signal unterscheiden. Bei jeder Signaländerung wird dem Zweirichtungszähler
ein Impuls zugeführt, dessen Stand daher der durch den Durchflußmesser geflossenen Menge entspricht
Statt dessen kann auch so verfahren werden, daß nur jeder sechste Wechsel der Signalkombination
einen Zählimpuls für den Zähler auslöst. Dieser Zählimpuls kann beim Wechsel einer bestimmten
Signalkombination zu einer anderen bestimmten Signalkombination erzeugt werden. Die drei niederwertigsten
Stellen werden zur Anzeige von den Detektoren abgenommen.
Es können auch mehrere Durchflußmesser mit Unterbrechern und Detektoren vorhanden sein, die
zyklisch oder in Abhängigkeit der 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 Signalkombinationen vergleicht und der den Stand des Volumenzähiers mit
einem Eichfehler und einem Grundpreis multipliziert.
Anhand der Zeichnung wird im folgenden die Erfindung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels,
F i g. 2 eine vorteilhafte Ausführungsform des Unterbrechers und der Detektoren und
F i g. 3 mit der Anordnung nach F i g. 2 erzeugte Impulsdiagramme und Signalkombinationen.
In F i g. 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 DM, 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 LDl, LD 2 und LD 3 angebracht,
die durch die Zwischenräume zwischen den Flügeln Fotowiderstände PWl, PW 2 und PW3 beleuchten.
Fig.2 zeigt eine schematische Ansicht der Flügelblende
FB. Sie weist vier Flügel FL1, FL 2, FL 3 und
FL 4 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
PWl, PW2 und PWZ, 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 Fotowiderstände PWl und PW3 beleuchtet, dei
Fotowiderstand PW2 ist durch den Flügel FL1
abgedeckt. Ist das Ausgangssignal eines beleuchteter Fotowiderstandes log. »1« und das eines abgedeckter
Fotowiderstandes log. »0«, so sind die Ausgangssignale der Fotowiderstände PWi und PW3 »1« und das des
Fotowiderstandes PW2 »0«. Beim Drehen der Flügelblende FB in Uhrzeigerrichtung wird zunächst dei
Fotowiderstand PW3 abgedeckt, dann gerät der Fotowiderstand PW 2 in den Zwischenraum zwischen
den Flügeln Fi-I und FL 2 und danach wird dei
Fotowiderstand PW1 vom Flügel FL 4 abgedeckt usf
Die so entstehenden Signale sind als Zeitdiagramm ir F i g. 3a aufgetragen. Die senkrechte, gestrichelte Linie
entspricht dem in Fig.2 gezeichneten Zustand. Das oberste Diagramm pwl zeigt das Ausgangssignal de:
Fotowiderstandes PWl, das Diagramm pw2 das de;
Fotowiderstandes PW2 und das Diagramm pw3 das
des Fotowiderstandes PW3. Wegen der endlicher Abmessungen der Fotowiderstände PWl, PW 2 unc
PW3 sind die Signalflanken abgeschrägt. Aus der Diagrammen ist ersichtlich, daß die Ausgangssignak
der Fotowidersände sich stets nacheinander ändern, da£ aber nie gleichzeitig zwei Ausgangssignale wechseln
Bleibt die Flügelblende in einer Stellung stehen, in dei ein Fotoelement halb beleuchtet ist, so kann der dieserr
Fotoelement nachgeschaltete Impulsformer entwedei den einen oder den anderen Signalzustand feststeiler
und diesen weitergeben. Dies bedeutet aber keiner größeren als der bei der Digitalisierung von Analogwer
ten üblichen Digitalisierungsfehler. Würden aber zwe Signale gleichzeitig geändert so könnte ein wesentlich
größerer Fehler entstehen.
Da die Flügel FL und die Zwischenräume zwischer den Flügeln gleiche Breite haben, wiederholen sich die
Signalkombinationen nach jeweils einer Umdrehung der Flügeiblende FB um 90°. Während dieser 90c
entstehen sechs verschiedene Signalkombinationen, dif sich während einer ganzen Umdrehung der Flügelblen
de viermal wiederholen. Zur Verdeutlichung sind ir Fig.3b die Signalzustände pv/1, pW2, pn^3 dei
Fotowiderstände PWl, PW2 und PW3 in Form eine:
Tabelle dargestellt Dabei entsprechen die in der Spalten der Tabelle angegebenen Signalzustände, der
darüber in den Diagrammen pw\, pw2 und pw:
graphisch dargestellten Signalen.
Die in F i g. 3 veranschaulichten Signalkombinationer
so können nicht nur mit der in F i g. 2 gezeigten Anordnunj
der Fotowiderstände erhalten werden, sondern si< werden auch mit jeder anderen Anordnung erhalten, ir
der ein oder mehrere Fotowiderstände um 90,180 odei 270° gegenüber der in F i g. 2 eingezeichneten Stellunj
versetzt sind. Beispielsweise kann der Fotowiderstam
PW2 an der durch einen Pfeil PW 2 gekennzeichneter Stelle oder an den Stellen PW"2 oder PW":
angeordnet sein.
Gemäß Fig. 1 gelangen die Ausgangssignale de:
Fotowiderstände PWl, PW2 und PW3 auf einer
Vorverstärker und Impulsformer W, an den di< Eingänge eines ersten Zwischenspeichers ZSPl ange
schlossen sind. Mit einem Impuls auf einer Taktleitunj
Tl werden die Ausgangssignale des Vorverstärkers VI in den Zwischenspeicher ZSPl übernommen und au
die Eingänge eines zweiten Zwischenspeichers ZSP'. gegeben, in den sie mit einem Taktimpuls auf eine
Leitung T2 eingetragen werden. Die Frequenz de
Taktimpulse muß mindestens gleich der höchstmöglichen Änderungsfrequenz der von den Fotowiderständen PWX, PW2 und PW3 abgegebenen Signalkombinationen sein. Die Taktimpulse auf den Leitungen Ti
und Tl haben gleiche Frequenz, sind aber phasenverschoben. Nach dem Impuls auf der Leitung Tl bis zum
Auftreten des nächsten Impulses auf der Leitung Ti sind die Inhalte der beiden Zwischenspeicher ZSPi,
ZSP 2 gleich. Danach können die Inhalte unterschiedlich sein.
Die Ausgangssignale des ersten Zwischenspeichers ZSPt werden ferner den einen Eingängen EiVi,
E1V 2 und E i V3 von Vergleichern VGL 1, VGL 2 und
VGL 3 zugeführt An den zweiten Eingängen E 2 V1 des
Vergleiehers VGL 1 liegen die Ausgangssignalc des zweiten Zwischenspeichers ZSP2. Solange die in
diesem gespeicherten Signalkombination gleich der vom Zwischenspeicher ZSP1 neu erfaßten Signalkombination ist, gibt der Vergleicher VGL 1 »1 «-Signal ab.
Ist die im Zwischenspeicher ZSP2 enthaltene Signalkombination von der vom Zwischenspeicher
ZSP1 erfaßten verschieden, wechselt das Ausgangssignal des Vergleiehers VGL 1 bei dem Impulsen auf der
Leitung Ti 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 Flügelblende FB
um 90° 6 und nach einer ganzen Umdrehung 24 beträgt. Diese Ziffern sind ein Maß für die durch die Rohrleitung
R geströmte Flüssigkeit- oder Gasmenge. Zur Darstellung dieser Menge in einer der üblichen Dimensionen,
wie Kubikzentimeter, Liter, wird der Stand des Zählers VZ mit den Volumenimpulsen gesteuert, in einer ersten
Multipliziereinheit MPZi mit einem Eichfaktor multipliziert, der über eine Leitung £Fzugeführt wird und der
dem Durchflußmesser DM, der Anzahl und Anordnung der Flügel der Flügelblende FS und der Fotowiderstände PWl, PW2, PW3 angepaßt ist Das Multiplikationsergebnis, das die jeweilige durch das Rohr geströmte
Menge in einer gebrauchlichen 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 VT? ist ferner eine zweite Multipliziereinheit
MPZ 2 angeschlossen, die ebenfalls von den Volumenimpulsen gesteuert ist und die das gemessene Volumen
mit einem auf einer Leitung GPzugefOhrten Grundpreis für die Volumeneinheit multipliziert, so daß ihre
Ausgangssignale, die einem Preisregister PR zugeführt sind, den Preis für die von der Volumenanzeigeeinheit
VAZ angezeigte Flüssigkeits- oder Gasn enge angeben. In einer Preisanzeigeeinheit PAZ wire der Preis in
Digitalziffern dargestellt
Der zweite Zwischenspeicher ZSP 2 und der Vergleicher VGL 1 dienen außer der Erzeugung der Volumenimpulse für den Vohimenzlhler VZ in Verbindung mit
zwei weiteren Vergleichern VGL 2 und VGL 3 und einem Speicher SP zur Fehlerkontrolle. Der Speicher
SP enthalt sechs Zellen mit einer Speicherkapazität von je 6 Bit Die Adressen der Zellen sind die von den
Fotowidersanden PWi, PW2 und PWi erzeugten, in
Fig.3b angegebenen Signalkombinationen. Beim Auftreten jeder gültigen Signalkombination wird daher eine
Speicherzelle aufgerufen. Die ersten drei Bit jeder Speicherzelle 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
Signalkombination auftreten soll, die gleich der Adresse
der Speicherzelle ist Die ersten drei Bit werden den
zweiten Eingängen E 2 V2 des Vergleiehers VGL 2, die
letzten drei Bit den zweiten Eingängen E2V3 des
Vergleiehers VGL 3 zugeführt In diesen Vergleichern werden die Inhalte der Speicherzellen mit den neu
erfaßten Signalkombinationen, die den ersten Eingängen EiV2 und E1V3 zugeführt sind, verglichen. Im
Falle der Fehlerfreiheit muß jede vom ersten Zwischenspeicher ZSPl neu erfaßte Signalkombination entweder gleich der mit 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 VGLl, VGL 2 oder VGL 3 Überein-
Stimmung 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 ZSP 2 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 VGL 2 und VGL 3 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 E2Vl des
Vergleichers VGL 1 und den Adresseneingängen ADE des Speichers SP zugeführt Die zweiten Eingänge
£2V2 des Vergleiehers VGL 2 erhalten daher die Kombination »101« und die zweiten Eingänge E2V3
des Vergleiehers VGL 3 die Kombination »110«. Der Durchfluß durch die Rohrleitung R sei so gering, daß
beim nächsten dem ersten Zwischenspeicher ZSPl zugeführten Taktimpulse die von den Fotowiderständen
PlVl, P1V2 und PIV3 abgegebene Kombination noch
gleich der im zweiten Zwischenspeicher ZSP2 enthalten ist In diesem Falle spricht der Vergleicher VGL 1
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
Vergleiehers VGL 3 vom Speicher SP gelegt ist Diese
Kombination wird mit dem nächsten Taktimpuls auf der
Leitung Ti in den ersten Zwischenspeicher ZSPl
übernommen. Damit spricht der Vergleicher VGL 3 an,
indem er »1 «-Signal auf das NOR-Glied NOR und einen Eingang Vdes Volumenzählers VZ gibt wodurch dieser
auf Vorwärtszählen gesteuert ist Mit dem nächsten Taktimpuls auf der Leitung T2 wird die Kombination
»HO« in den zweiten Zwischenspeicher ZSPO. übernommen und die Zelle des Speichers SPmit der Adresse
»HO« aufgerufen. Dadurch werden an die zweiten
es Einginge £2V2 des Vergleichers VGL 2 die Signale
»100« und an die zweiten Einginge J52V3 des Vergleichers VGL 3 die Signale »010« gelegt Der
Vergleicher VGL 3 nimmt darauf sein Ausgangssignal
zurück, so daß der Zähler VZ gesperrt ist. Das »O«-Signal auf der Leitung F2 wird dadurch aufrechterhalten, daß der Vergleicher VGL 1 Übereinstimmung
der ihm zugeführten Signalkombinationen feststellt. Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis die nächste
Signalkombination »010« vom Zwischenspeicher ZSP 2 erfaßt wird. Der Vergleicher VGL 3 gibt wieder den
Eingang Vfür die Vorwärtszählung des Volumenzählers VZ frei, und der Vergleicher VGLl gibt einen
Zählimpuls. Auf diese Weise wird bei jeder Änderung der von den Fotowiderständen PWi, PW2 und PWZ
ausgegebenen Signalkombinationen der Stand des Zählers VZum Eins erhöht.
Beim Zurückfließen der Flüssigkeit durch die Rohrleitung R dreht sich die Flügelblende FB in
entgegengesetzter Richtung, so daß die in Fig.3b angegebenen Signalkombinationen von rechts nach
links durchlaufen werden. Es folgt also z. B. auf die Kombination »Oll« die Kombination »010«, d.i. die
Kombination, die an die zweiten Eingänge E2V2 des
Vergleichers VGL! gelegt ist. Dieser steuert daher einen Eingang R des Volumenzählers VZ an, der
dadurch für die Rückwärtszählung freigegeben ist. Der gleichzeitig vom Vergleicher VGL 1 kommende Zählimpuls bewirkt daher eine Erniedrigung des Standes des
Volumenzählers VZum Eins. Im zweiten Zwischenspeicher ZSP2 stehen die Kombination »110«, den
Vergleichern VGL2 und VGL3 sind daher die
Kombinationen »100« und »010« zugeführt. Tritt nun am Ausgang des ersten Zwischenspeichers ZSPX
infolge eines Fehlers die Kombination »001« auf, spricht keiner der Vergleicher VGLl, VGL 2 und VGL 3 an.
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 FAZauslöst
Die Anordnung nach F i g. 1 kann in verschiedener Weise geändert werden. Beispielsweise kann der Zähler
VZ so ausgebildet sein, daß er einen Zählimpulseingang für die Vorwärtszählung und einen Zählimpulseingang
für die Rückwärtszählung aufweist In diesem Fal'e
braucht der Vergleicher VGL 1 nicht mit dem Zähler VZ verbunden zu sein. Der Impulseingang für die
Vorwärtszählung wird an den Vergleicher VGL 3, der
Eingang für die Rückwärtszählung an den Zähler VGL 2
angeschlossen. Der Adresseneingang ADE des Speichers SPkann auch vom ersten Zwischenspeicher ZSP1
angesteuert und die ersten Eingänge £1V2, Ei V3 der
Vergleicher VGL 2, VGL 3 an den zweiten Zwischenspeicher ZSP 2 angeschlossen sein.
Anstelle der Vergleicher VGLl, VGL 2 und VGL 3
kann ein einziger Vergleicher verwendet werden, an den die drei Signalkombinationen nacheinander ange
legt werden. In einer bevorzugsten Ausführungsform
sind die Zwischenspeicher ZSPi, ZSP2, der oder die
Vergleicher VGL 1, VGL 2, VGL 3, der Speicher SP, der
Volumenzähler VZ, die Multipliziereinheiten MPZ \ und MPZ 2 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 Fig. 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, PAZ,
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 Zuleitung zu den
Steuereingängen der Multiplizierer MPZi, MPZ2 ein
steuerbarer Frequenzteiler FT vorgesehen, der sich bei Überschreiten einer bestimmten Eingangsfrequenz
einschaltet
Claims (9)
1. Anordnung zum Messen von Flüssigkeits- oder Gasmengen mit enem Durchflußmesser, auf dessen
mit einer zum Durchfluß proportionalen Drehzahl sich drehenden Achse ein Unterbrecher mit
Segmenten befestigt ist, die von mindestens zwei Detektoren abgetastet sind, welche so angeordnet
sind, daß beim Drehen der Achse um jeweils einen bestimmten Winkel das Ausgangssignal eines
Detektors sich ändert, und an welche ein Diskriminator angeschlossen ist, der Änderungen der von
den Detektoren abgegebenen Signalkombinationen erfaßt, in welchen die beim Umlauf des Unterbrechers
in normaler Drehrichtung von den Detektoren abzugebenden Signalkombinationen gespeichert
sind und dem ein Zweirichtungszähler nachgeschaltet ist, dessen Stand bei Änderung der von den
Detektoren abgegebenen Signalkombinationen je nach Drehrichtung der Achse um Eins erhöht oder
erniedrigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Diskriminator einen Speicher (SP) enthält, in
dem die möglichen Signalkombinationen sowie deren Reihenfolgen gespeichert sind, daß der
Diskriminator einen Zwischenspeicher (ZSP) enthält, der jede auftretende Signalkombination zwischenspeichert,
daß der Diskriminator Vergleicher (VLG 1, VGL 2, VGL 3) enthält, die jede auftretende
Signalkombination mit der vorangegangenen Signalkombination vergleichen und ein Fehlersignal
abgeben, wenn die auftretende Signalkombination weder gleich der zwischengespeicherten Signalkombination
noch gleich einer in der Reihenfolge der Signalkombinationen vor oder nach dieser stehenden
Signalkombinationen ist, und daß die Vergleicher den Stand des Zweirichtungszählers um Eins
erhöhen, wenn die neu erfaßte Signalkombination gleich der in der Reihenfolge der von den
Detektoren (PWX, PW2, PW3) abzugebenden
Signalkombinationen folgenden Signalkombination ist, und daß die Vergleicher den Stand des
Zweirichtungszählers um Eins erniedrigen, wenn die neu erfaßte Signalkombination gleich der in der
Reihenfolge der von den Detektoren (PWX, PW2,
PWi) abzugebenden Signalkombinationen vorangehenden Signalkombination ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, 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 nächster, erfaßten Signalkombination verglichen
werden.
3. Anordnung nach Anspruch 1, 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 SignaJkombinationen mit der zuvor erfaßten Signalkombination verglichen werden.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelbreite der
Segmente (LF) und die Winkelbreite ihrer Abstände gleich sind und daß der Winkelabstand der
Detektoren (PWX, PWZ PW3) gleich der durch die
Anzahl der Detektoren dividierten Winkelbreite der Segmente ist
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der
Detektoren (PWt, PW2, PW3) durch Division des Kreisumfanges durch das Produkt der Anzahl der
Segmente (FL 1, FL 2, FL 3, FL 4) und der Anzahl
der Detektoren (PWX, PW2, PW3) gebildet ist
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Detektor
(PW2) um das ganzzahüge Vielfache des Winkels
versetzt ist, der durch Division des Kreisumfanges durch die Anzahl der Segmente (FLl ... FL4)
gebildet ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Durchflußmesser
mit Unterbrechnern und Detektoren vorhanden sind, die zyklisch oder in Abhängigkeit der
Volumenimpulse an die Speicher (SP) und Vergleicher (VGL X, VGL 2, VGL 3) angeschlossen sind.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprozessor
vorhanden ist, dem die Ausgangssignale der Detektoren (PWi, 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 mukipliziert.
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