DE2637621C3 - Anordnung zum Messen von Flüssigkeits- oder Gasmengen - Google Patents

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 werdea Dta- Zählerstand entspricht dem Winkel, um den der Ring gedreht wurde, s Mit Hilfe von zwei Abtastern, deren Abstand kleiner als die Abmessung cinej 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

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 ι s 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.

In der DE-OS 21 40 685 ist ein Durchflußmesser 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 enthält, 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 We'se auf, daß fälschlich eine zulässige Signalkombinai.j.i 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 werdea

Erfindungsgemäß 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 Obereinstimmung 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, weiche 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 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 abi 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 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°+ π χ 90° (π=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 Volumenzählers 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

Fig.3 mit der Anordnung nach Fig.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 LDi, LD 2 und LD 3 angebracht, die durch die Zwischenräume zwischen den Flügeln Fotowidersttnde PWX, PW2 und PWi beleuchten.

Fig.2 zeigt eine schematische Ansicht der Flügelblende FB. Sie weist vier Flügel FLl, 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 PWi, PW2 und PWi, 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 PWi und PWi beleuchtet, der Fotowiderstand PW2 ist durch den Flügel FL 2 abgedeckt. Ist das Ausgangssignal eines beleuchteten Fotowiderstandes log. »1« und das eines abgedeckten 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 der Fotowiderstand PWi abgedeckt, dann gerät der Fotowiderstand PW2 in den Zwischenraum zwischen den Flügeln FLi und FL 2 und danach wird der Fotowiderstand PWi vom Flügel FL 4 abgedeckt usf.

is Die so entstehenden Signale sind als Zeitdiagramm in F i g. 3a aufgetragen. Die senkrechte, gestrichelte Linie entspricht dem in F i g. 2 gezeichneten Zustand. Das oberste Diagramm pw 1 zeigt das Ausgangssignal des Fotowiderstandes PWi, das Diagramm pw2 das des Fotowiderstandes PW2 und das Diagramm pw3 das des Fotowiderstandes PW3. Wegen der endlichen Abmessungen der Fotowiderstände PWi, PW2 und PW3 sind die Signalflanken abgeschrägt. Aus den Diagrammen ist ersichtlich, daß die Ausgangssignale der Fotowidersände 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 Fig.3b die Signalzustände pw'i, pW2, pW3 der Fotowiderstände PWi, 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.

Die in F i g. 3 veranschaulichten Signalkombinationen

so können nicht nur mit der in F i g. 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 F i g. 2 eingezeichneten Stellung versetzt sind. Beispielsweise kann der Fotowiderstand PW2 an der durch einen Pfeil PW'2 gekennzeichneten Stelle oder an den Stellen PW"2 oder PW'"2 angeordnet sein.

Gemäß Fig. 1 gelangen die Ausgangssignale der Fotowiderstände PWi, PW2 und PWi auf einen Vorverstärker und Impulsformer W, an den die Eingänge eines ersten Zwischenspeichers ZSPl angeschlossen sind. Mit einem Impuls auf einer Taktleitung Ti werden die Ausgangssignale des Vorverstärkers W in den Zwischenspeicher ZSPi übernommen und auf die Eingänge eines zweiten Zwischenspeichers ZSP 2 gegeben, in den sie mit einem Taktimpuls auf einer Leitung T2 eingetragen werden. Die Frequenz der

Taktimpulse muß mindestens gleich der höchstmöglichen Änderungsfrequenz der von den Fotowiderständen PWi, PW 2 und PW3 abgegebenen Signalkombinationen sein. Die Taktimpulse auf den Leitungen Π und T2 haben gleiche Frequenz, sind aber phasenverschoben. Nach dem Impuls auf der Leitung T2 bis zum Auftreten des nächsten Impulses auf der Leitung 7*1 sind die Inhalte der beiden Zwischenspeicher ZSPl, ZSP 2 gleich. Danach können die Inhalte unterschiedlich sein.

Die Ausgangssignale des ersten Zwischenspeichers ZSP1 werden ferner den einen Eingängen EiVi, Ei V2 und EiV3 von Vergleichern VGL I₁ VGL 2 und VGL 3 zugeführt. An den zweiten Eingängen E2Vi des Vergleichers VGL 1 liegen die Ausgangssignale 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 ZSP 2 enthaltene Signalkombination von der vom Zwischenspeicher ZSPi erfaßten verschieden, wechselt das Ausgangssignal des Vergleichers VGL 1 bei dem Impulsen auf der Leitung Ti von »1« nach »0«. Dieser Signal wechsel wird als Zählimpuls einem Volumenzähler VZ zügeführt. 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 Flüssigkeits- 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 FB und der Fotowiderstände PWi, PW2, PWi 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 Flüssigkeits- oder Gasmenge angeben. In einer Preisanzeigeeinheit PAZ wird der Preis in Digitalziffern dargestellt

Der zweite Zwischenspeicher ZSP 2 und der Vergleicher VGL 1 dienen außer der Erzeugung der Volumenimpulse für den Volumenzähler VZ in Verbindung mit zwei weiteren Vergleichern VGL 2 und VGL 3 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 PWi, PW2 und PW3 erzeugten, in F i g. 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 E2V2 des Vergleichers VGL2, die letzten drei Bit den zweiten Eingängen E2V3 des Vergleichers VGL 3 zugeführt. In diesen Vergleichern werden die Inhalte der Speicherzellen mit den neu erfaßten Signalkombinationen, die den ersten Eingängen £1V2 und E1V3 zugeführt sind, verglichen. Im Falle der Fehlerfreiheit muß jede vom ersten Zwischenspeicher ZSPi neu erfaßte Signalkombination entweder gleich der mit zweiten Zwischenspeicher ZSP 2 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 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 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 E 2 Vl des Vergleichers VGL 1 und den Adresseneingängen ADE des Speichers SP zugeführt Die zweiten Eingänge E2V2 des Vergleichers VGL2 erhalten daher die Kombination »101« und die zweiten Eingänge £2V3 des Vergleichers 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 PWi, PW2 und PW3 abgegebene Kombination noch gleich der im zweiten Zwischenspeicher ZSP2 enthalten ist In diesem Falle spricht der Vergleicher VGL i 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 VGL 3 vom Speicher SP gelegt ist Diese Kombination wird mit dem nächsten Taktimpuls auf der Leitung 7Ί in den ersten Zwischenspeicher ZSPi übernommen. Damit spricht der Vergleicher VGL 3 an, indem er »1«-Signal auf das NOR-Glied JVOÄund einen Eingang Vdes Volumenzählers VZgibt, wodurch dieser auf Vorwärtszählen 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 SPmit der Adresse »110« aufgerufen. Dadurch werden an die zweiten Eingänge E2V2 des Vergleichers VGL 2 die Signale »100« und an die zweiten Eingänge £"2V3 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 X Übereinstimmung der ihm zugeführten Signalkombinationen feststellt. Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis die nächste Signalkombination »010« vom Zwischenspeicher ZSP2 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 PW3 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 »011« die Kombination »010«, d.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 VGL 1 kommende Zählimpuls bewirkt daher eine Erniedrigung des Standes des Volumenzählers VZ um Eins. Im zweiten Zwischenspeicher ZSP2 stehen die Kombination »110«, den Vergleichern VGL 2 und VGL 3 sind daher die Kombinationen »100« und »010« zugeführt. Tritt nun am Ausgang des ersten Zwischenspeichers ZSP \ 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 »lw-Signal, das eine Fehleranzeige in der Einheit FAZ auslöst.

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 Falle 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 Fl V 2, £"1V3 der Vergleicher VGL 2, VGL 3 an den zweiten Zwischenspeicher ZSP2 angeschlossen sein.

Anstelle der Vergleicher VGLl, VGL 2 und VGL 3 kann ein einziger Vergleicher verwendet werden, an den die drei Signalkombinationen nacheinander angelegt werden. In einer bevorzugsten Ausführungsform sind die Zwischenspeicher ZSP\, ZSP2, der oder die Vergleicher VGLl, VGL 2, VGL 3, der Speicher Sf, der Volumenzähler VZ, die Multipliziereinheiten MPZX 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 F i g. 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,

J5 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 MPZX, MPZ2 ein steuerbarer Frequenzteiler FT vorgesehen, der sich bei Überschreiten einer bestimmten Eingangsfrequenz einschaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   L Anordnung zum Messen von Flüssigkeit^- 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 (PWi, 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 (PWi, PW2, PW3) abzugebenden Signalkombinationen vorangehenden Signalkombination ist.
2. 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 nächsten erfaßten Signalkombination verglichen werden.
3. 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 Signalkombinationen mit der zuvor erfaßten Signalkombination verglichen werden.
4. 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. 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 (PWi, PWl, PW3) gleich der durch die Anzahl der Detektoren dividierten Winkelbreite der Segmente ist
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der Detektoren (PWi, PW2, PW3) durch Division des Kreisumfanges durch das Produkt der Anzahl der Segmente (FLi, FL 2, FL 3, FL 4) und der Anzahl der Detektoren (PWi, PW2, PW3) gebildet ist
7. 7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Detektor (PW?) um das ganzzahlige Vielfache des Winkels versetzt ist, der durch Division des Kreisumfanges durch die Anzahl der Segmente (FLi ... FL4) gebildet ist.
8. 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 I₁ VGL 2, VGL 3) angeschlossen sind.
9. 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 multipliziert.