DE2752328C2

DE2752328C2 - Vorrichtung zum Messen von Fluiddurchflußvolumina

Info

Publication number: DE2752328C2
Application number: DE2752328A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Yokohama Maruoka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1976-11-30
Filing date: 1977-11-23
Publication date: 1984-03-15
Also published as: JPS5368274A; GB1585868A; DE2752328A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen von Fluiddurchflußvolumina gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung (US-PS 39 910) ist neben der dritten Elektrode auch die zweite Elektrode als Ionensammelelektrode ausgebildet, wobei die von den von der ersten Elektrode erzeugten lonenwolken zur zweiten Elektrode zurückgelegte Wegstrecke kurzer ist, als die bis zur dritten Elektrode zurückgelegte Wegstrecke. Um die Ladungsdichten der lonenwolken an der zweiten und dritten Elektrode messen zu können, wird an diese durch die Einrichtung zum Feststellen der Ladungsdichte eine hinreichend hohe Spannung angelegt, damit an diesen Elektroden die zur Ladungsdichte proportionalen Sättigungsströme auftreten. Durch Messung dieser Sättigungsströme wird somit die Größe der Ladungsdichten erfaßt. Dabei erweist es sich jedoch als nachteilig, daß an den beiden Sammelelektroden kontinuierlich eine verhältnismäßig hohe Spannung aufrechterhalten werden muß. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die einzelne lonenwolke, deren Ladungsdichte bestimmt werden soll, auf ihrem Weg zur dritten Elektrode durch die zweite Elektrode hindurchtreten muß. wobei an der zweiten Elektrode Ionenverluste auftreten können, die zu einer übermäßigen Abschwächung dieser zu der dritten Elektrode weiter wandernden lonenwolke führen können.
Es ist auch eine Vorrichtung bekannt (US-PS

25 69 974), bei der einer Ionisierungselektrode stromabwärts zwei voneinander beabstandete Meßelektroden nachgeschaltet sind. Diese beiden Meßeiektroden dienen jedoch lediglich dazu, das Eintreffen einer einzelnen Ionenwolke zu registrieren, um hierdurch die Laufzeit zwischen den beiden Meßelektroden feststellen zu können. Eine Messung der Konzentration der Ionenwolken ist jedoch bei dieser bekannten Vorrichtung nicht möglich. Ebenso ist bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (DE-OS 20 14 747), bei der zwei Meßelektroden am Anfang und am Ende einer Laufstrecke für die lonenwolken vorhanden sind, zwar eine Laufzeitmessung, jedoch keine Konzentrationsmessung der lonenwolken vorgesehen.

Es sind auch Vorrichtungen bekannt (US-PS

26 37 208 und US-PS 34 70 741), bei denen lediglich zwei Elektroden vorgesehen sind, wobei die erste Elektrode als Ionisierungselektrode und die zweite Elektrode als Meßelektrode ausgebildet ist. Derartig aufgebaute Vorrichtungen sind jedoch verhältnismäßig ungenau, weil die zwischen einer Triggerung der Ionisierungselektrode und der tatsächlichen Erzeugung der lonenwolke auftretende kleine Zeitspanne nicht genau bekannt ist und somit als Unsicherheit in die Laufzeitmessung der lonenwolken eingeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs getarnten Art derart auszubilden, daß durch eine Vermeidung hoher Spannungen und Ströme an der Sammelelektrode die Betriebsweise vereinfacht und gleichzeitig für die Messung nachteilige lonenverluste vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Da bei der erfindungsgemäßen Lösung die Messung der Ladungsdichte durch eine Abtastung des an der lonensammelelektrode jeweils maximal auftreffenden Potentials erfolgt, entfällt die beim Stand der Technik vorhandene Notwendigkeit, fortwährend eine Hochspannung an der Sammelelektrode aufrechtzuerhalten. Da ferner nur eine einzige Sammelelektrode erforderlich ist, auf die die im Abstand zueinander von den beiden Ionisierungselektroden erzeugten lonenwolken auftreffen, kann es auch nicht zu Ladungsdichteverlusten kommen, da jede der beiden lonenwolken nur einmal durch die einzige Sammelelektrode hindurchtritt.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprijchen angegeben.

Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 ein erstes herkömmliches Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein zweites herkömmliches Ausführungsbeispiel, bei dem eine zusätzliche Sammelelektrode als Einrichtung zum Auslösen der Zeitmeßschaltung in Fig.l verwendet wird,

Fig. 3 ein drittes herkömmliches Ausführungsbeispiel, bei dem ein Teil eines ununterbrochenen

Ionenstromes entionisiert wird, um eine elektrisch neutralisierte Fluidmenge zu erzeugen,

F i g. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig.5 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels,

Fig.6 in einer grafischen Darstellung den Abtrieb der Ionen in einem Stromfluß, wobei die Ladungsdichte gegenüber der Ionenverschiebung aufgetragen ist,

F i g. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 8 ein Ausführungsbeispiel von Ionensammelelektroden, die bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden,

F i g. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in F i g. 8 und

Fig. 10 eine Schaltung zum Messen der Änderung der elektrischen Leitfähigkeit des Fluidmengenflusses, wobei diese Schaltung als Einrichtung zum Ermitteln des Auftretens oder der Menge der Ionen dient, die mit dem Fluidfluß wandern.

In F i g. 1 ist eine Durchflußmeßverrichtung dargestellt, bei der das Fluid so geführt ist, daß es durch einen Durchgang 11 mit einem hohlzylindrischen Aufbau oder ein Rohr 10 geht, das aus einem elekirischen nichtleitenden Material besteht Es ist eine Ionisierungseinrichtung vorgesehen, die von zwei Elektroden, nämlich einer Ringelektrode oder einer hohlzylindrischen Außenelektrode 12 und einem zylindrischen Stab oder einer Innenelektrode 14 gebildet wird, die einen Teil 15 mit verringertem Durchmesser aufweist Die Ringelektrode 12 ist in die Innenwand der Leitung 10 eingebettet und elektrisch über Leiter 13 und 18 mit einer ersten Klemme eines Hochspannungsimpulsgenerators 16 oder Masse verbunden. Der Zylinderstab 14 ist konzentrisch bezüglich der mittleren Achse der Ringelektrode 12 angeordnet und elektrisch über einen ji Leiter ·'/ mit der zweiten Klemme oder dem Ausgang des Impulsgenerators 16 verbunden. Eine Ionensammelelektrode 20 ist im zylindrischen Aufbau 10 stromabwärts von den ionisierenden Elektroden 12 und 14 angebracht und elektrisch mit einem Abfrageverstärker 21 verbunden, dessen Ausgang mit der Rücksetzklemme einer Flip-Flop-Schaltung 22 in Verbindung sieht. Diese Flip-Flop-Schaltung wird durch ein Signal von einer Triggersignalquelle 23 gesetzt, die über einen Leiter 24 auch das Triggersignal für den Impulsgenerator 16 liefert. Die Triggersignalquelle 23 erzeugt die Triggerimpulse in regelmäßigen Intervallen, um nacheinander eine Messung des augenblicklichen Wertes der Strömungsgeschwindigkeit zu liefern.

Ein UND-Glied 25 ist mit (^-Ausgang der Flip-Flop- ;» Schaltung 22 verbunden, um Taktimpulse von der Taktimpulsquelle 26 zu einem Binärzähler 27 durchzulassen, der durch das (p-Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 22 rückgssetzt wird. Der Zähler 27 liefert ein digitales Ausgangssignal, das die Laufzeit des Flusses ir.i 5 > Durchgang 11 über die Strecke zwischen der ionisierenden Elektrode 15 und der Sammelelektrode 20 wiedergibt. Dieses digitale Ausgangssignal liegt an einer nicht dargestellten Durchsatzanzeigeschaltung, die das Eingangssignal dazu benutzt, die bekannte Strecke «o zwischen den Elektroden 15 und 20 arithmetisch zu teilen, um den augenblicklichen Wert der Strömungsgeschwindigkeit zu berechnen.

Die Amplitude des Impulses vom Impulsgenerator 16 und die Form und die Größe der Innenelektrode 14 sind so festgelegt, daß sich eine Koronaentladung im Fluiddurchgang Π bildet, so daß ein Teil des Fluides ionisiert wird, um eine Wolke entgegengesetzt aufgeladener Ionen zu erzeugen. Der Impuls vom Generator 16 ■ hat eine negative Polarität da sich ein derartiger Impuls verglichen mit der Verwendung von Impulsen positiver Polarität als vorteilhaft herausgestellt hat um eine Ionisation eines Fluides, wie beispielsweise Benzin oder ähnlichem, zu bewirken. Das hat zur Folge, daß die positiv aufgeladenen Ionen schnell durch die negativ vorgespannte Innenelektrode 14 angezogen werden, während die negativ aufgeladenen Ionen in Form einer Raumladung oder einer Ionenwolke mit dem Fluidfluß den Durchgang 11 mit der gleichen Geschwindigkeit herabwandem, bis sie durch die Sammelelektrode 20 gesammelt werden, was durch den Verstärker 21 wahrgenommen wird. Andererseits wird die Flip-Flop-Schaltung 22 in einen ersten binären Zustand auf den Triggerimpuls hin umgeschaltet und wird das UND-Glied 25 in dieser Weise durchgeschaltet, um Taktimpulse zum Binärzähler 27 durchzulassen. Auf das Erfassen vcn negativ aufgeladenen Ionen durch die Sammelelektrode 20 wird die Flip-Fl^Schaitung 22 in einen zweiten binären Zustand umgeser-aitet um den Zähler 27 rückzusetzen.

Es versteht sich daher, daß auf jeden Triggerimpuls von der Triggerimpulsquelle 23 ansprechend, eine Wolke fjgativ aufgeladener Ionen im Durchgang 11 erzeugt wird, die mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Fluidfluß im Durchgang 11 von der Stelle, die durch die ionisierende Elektrode 14 bestimmt ist, zu der Stelle wandert, die durch die Sammelelektroüe 20 bestimmt ist Während der Wanderung der Ionenwolke arbeitet der Zähler 27, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das die Laufzeit der Ionen über die bekannte Strecke zwischen den zwei festgelegten Stellen wiedergibt. Da die Ionenwolke mit derselben Geschwindigkeit wie der Fluidfluß wandert, ist das digitale Ausgangssignal vom Zähler 27 ein Maß für den augenblicklichen Volumendurchsatz.

Es sind verschiedene Abwandlungen möglich. In F i g. 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel dargestellt, das dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel mit der ausnähme ähnlich ist, daß ein nicht getriggerter Hochspannungsimpulsgenerator 30 anstelle eines von außen getriggerten Impulsgenerators 16 verwandt ist, und daß eine zusätzliche Sammelelektrode 31 stromabwärts von der ionisierenden Elektrode 14 und stromaufwärts von der Sammelelektrode 20 vorgesehen ist. Eine Wolke negativ aufgeladener Ionen, die mit dem Fluidfluß wandert, wird teilweise durch die Elektrode 31 gesammelt und durch einen Verstärker 32 wahrgenommen, um die Flip-Flop-Schaltung 22 zu setzen, und wird dann durch die Elektrode 20 gesammelt. Das digitale Ausgangssignal vom Zäh!er 27 gibt daher die Laufzeit, die das Fluid braucht, um über die Strecke zwischen den Sammelelektroden 31 und 20 zu laufen, und nicht die Laufzeit wieder, die Gas Fluid braucht, um sich zwischen den Elektroden 14 und 20 zu bewegen.

Bei der in Fig.3 dargestellten Abwandlungsform wird anstelle der bei den vorhergshenden Ausführungsbeispielen verwandten Impulsgeneratoren eine Hochgleichspannungsversorgung 40 verwandt, um einen ununterbrochenen Fluß negativ aufgeladener Ioiien im Durchgang 11 zu bilden. Eine zusätzliche Sammelelektrode 41 ist stromabwärts von der ionisierenden Elektrode 14 angeordnet. Die Elektrode 41 wird auf ein Steuersignal von einer Triggersignalquelle 231 über einen elektronischen Schalter 42 an Masse gelegt. Diese Triggersignalquelle liefert auch das Triggersignai für den Setzeingang der Flip-Flop-Schaltung 22. Die

Sammelelektrode 20 ist stromabwärts von der Sammelelektrode 41, wie beim Ausführungsbeispiel von Fig.2 angeordnet. Wenn die Sammelelektrode 41 auf das Triggersignal an Masse gelegt ist, werden die negativ aufgeladenen Ionen durch die Elektrode 41 gesammelt, um einen Teil des ununterbrochenen lonenstromes zu entionisieren und dadurch ein elektrisch neutralisiertes Gebiet zu bilden, das mit dem Fluidfluß wandert. Das Potential an der zweiten Sammelelektrode 20, das am Anfang auf einem negativen Pegel liegt, wird auf den Spannungspegel 0 V angehoben, wenn das elektrisch neutrale Gebiet auf die Elektrode trifft. Diese Potentialänderung wird durch den Verstärker 21 wahrgenommen, dessen Ausgangssignal dem Rücksetzeingang der Flip-Flop-Schaltung 22 geliefert wird. Es versteht sich daher, daß das elektrisch neutrale Gebiet in einem ununterbrochenen lonenstrom als ein Äquivalent für eine icncrr,vcikc in einem elektrisch neutralen Fluidstrom insoweit angesehen werden kann, als ein derartiges Gebiet elektrisch von der umgebenden Fluidmenge unterscheidbar ist.

Fig.4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem dieselben Bezugszeichen dazu verwandt sind, diejenigen Bauteile zu bezeichnen, die mit den Bauteilen in F i g. I identisch sind. Der zylindrische Aufbau 10 ist mit zwei identischen lonisierungseinrichtungen, nämlich einer ersten lonisierungseinrichtung, die aus einer äußeren oder hohlzylindrischen Elektrode 12a und einer inneren oder zylinderstabförmigen Elektrode 14a besteht und einer jo zweiten Ionisierungseinnchtung, die aus einer Außenelektrode Mb und einer Innenelektrode Hb besteht, versehen. Die Außenelektroden 12a und \2b sind mit der ersten Klemme eines Hochspannungsimpulsgenerators 16 oder mit Masse verbunden, und die Innenelektroden 14a und 14Λ !iegen gemeinsam zn dsr zweiten Klemme des Impulsgenerators 16. Bei einer derartigen Anordnung werden eine erste und eine zweite lonenwolke an axial im Abstand voneinander liegenden Stellen im Durchgang 11 erzeugt. Stromabwärts von der zweiten ionisierenden Elektrode Mb befindet sich die Sammelelektrode 20, die über den Abfrageverstärker 21 mit dem Eingang einer ersten Tastspeicherschaltung 51, deren Ausgang an einer ersten Klemme eines Komparators oder Differentialverstärkers 50 liegt, und mit dem Eingang einer zweiten Tastspeicherschaltung 52 verbunden ist, deren Ausgang mit der zweiten Klemme des Differentialverstärkers 50 verbunden ist Eine impulsformende Schaltung 53 ist mit dem Ausgang des AbfragevCstärkers 21 verbunden, um die Wellenform des Verstärkerausgangssignales zu einem rechtekkigen Impuls zu formen, der über ein UND-Glied 54 an der Tasisteuerklemme der Tastspeicherschaltung 51 einerseits und andererseits über ein UND-Glied 55 an der Taststeuerklemme der Tastspeicherschaltung 52 liegt. Die UND-Glieder 54 und 55 werden jeweils durch die ^- und <?-AusgangssignaIe einer Flip-FIop-Schaltung 56 durchgeschaltet, die durch ein Ausgangssignal von der Triggersignalquelle 23 gesetzt und durch ein Ausgangssignal von einer Verzögerungsschaltung 57 rückgesetzt wird, die mit dem Ausgang der impulsformenden Schaltung 52 verbunden ist Ein UND-Glied 58 ist dazu vorgesehen, ein Triggersignal für einen monostabilen Multivibrator 59 suuf das Ausgangssigna! von der Verzögeningsschaltung 57 hin zu erzeugen, wenn die Flip-Flop-Schaltung 56 rückgesetzt ist. Das Ausgangssignal des Komparators 50 wird auf das Ausgangssignal vom nionostabilen Multivibrator 59 durch ein Übertragungsglied 60 an die Ausgangsklemme 61 geführt.

Die Arbeitsweise des in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels wird im folgenden anhand von F i g. 5 näher erläutert. Auf einen Triggerimpuls 70 von der Triggersignalquelle 23 (Fig.5a) ansprechend, wird ein Hochspannungsimpuls mit negativer Polarität vom Impulsgenerator 16 den Innenelektroden 14a, 146 geliefert, um diese bezüglich der Außenelektroden 12a, 126 negativ vorzuspannen. Gleichzeitig wird die Flip-Flop-Schaltung 56 gesetzt (Fig.5e), um das UND-Glied 54 durchzuschalten. Eine Reihe von Wolken negativ aufgeladener Ionen wird im Weg des Fluidflusses gebildet. Infolge der Diffusion der Ionen aus einem Bereich hoher Ladungsdichte zu Bereichen niedriger Ladungsdichte hin nimmt die Dichte der jeweiligen lonenwolken mit der Zeit ab, während die ionen zur Sammelelektrode wandern. Da ein Unterschied in der Streckenlänge besteht, über die die lonenwolken zur Sammelelektrode 20 laufen, ist die Dichte der lonenwolke von der stromaufwärtsliegenden Seite geringer als die der lonenwolke von der stroinabwärtsliegenden Seite, wenn diese die Sammelelektrode 20 erreichen, wie es in F i g. 5b dargestellt ist. Da die Ladungsdichte in Abhängigkeit von der Zeit abnimmt, ändert sich der Unterschied in den Potentialen, die bei den jeweiligen lonenwolken durch die Sammelelektrode 20 wahrgenommen werden, mit den Strömungsgeschwindigkeiten. Wie es deutlich in Fig.6 dargestellt ist, wird bei einer gegebenen Strömungsgeschwindigkeit die Ladungsdichte der jeweiligen lonenwolken mit derselben Geschwindigkeit abnehmen, wie es durch ausgezogene Linien 80a und 806 dargestellt ist. so daß der Potentialunterschied an der Sammelelektrode 20 durch eine Spannung D, wiedergegeben wird. Mit abnehmender Strömungsgeschwindigkeit wird die Ladungsdichte abnehmen, wie es durch unterbrochene Linie 81a und 81 b dargestellt ist, wodurch ein Potentialunterschied D₂ erzeugt wird, der größer als D, ist. Eine weitere Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit wird dazu führen, daß die Ladungsdichte noch weiter abnimmt, wie es durch strichpunktierte Linien 82a und 92bdargestellt ist, was zu einem Potentialunterschied Di führt, der größer als D₃ ist. Der Potentialunterschied kann daher dazu verwandt werden, die Fluiddurchflußvolumina zu messen.

Wenn die vorausgehende lonenwolke die Sammelelektrode 20 erreicht, wird eine Wellenform 71 wahrgenommen und wird daraufhin ein Rechte kimpuls 72 von der impulsformenden Schaltung 53 erzeugt, der eine Dauer hat, die der Zeit entspricht, während der die Wellenform über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Das Ausgangssignal von der impulsformenden Schaltung 53 schaltet das UND-Glied 54 an, um einen Tastimpuls 73 der Tastspeicherschahung 51 zu liefern. Wie es in Fig.5h dargestellt ist, wird somit die maximale Amplitude der wahrgenommenen Wellenform 71 in der Tastspeicherschaltung 51 registriert und an die erste Klemme des Komparators 50 gelegt Andererseits wird der Impuls 72 von der impulsformenden Schaltung 53 für eine Zeitspanne mittels der Verzögerungsschaltung 57 verzögert, um einen Impuls 74 zum Rücksetzen der Flip-FIop-Schaltung 56 zu Hefern (Fig.Se and Sf). Anf das Rücksetzen der Fiip-FIop-Schaltung 56 werden die UND-Glieder 55 und 58 gesperrt

Wenn die folgende lonenwolke die Sammelelektrode 20 erreicht, wird eine Wellenform 75 erzemn dip

bewirkt, daß die impulsformende Schaltung einen Impuls 76 erzeugt, der das UND-Glied 55 anschaltet, um einen Tastimpuls 77 zu erzeugen (F i g. 5g).

Die Tastspeici.erschaltung 52 registriert somit die maximale Amplitude der wahrgenommenen Wellenform 75, wie es in Fig. 5i dargestellt ist und legt das in ihr gespeicherte Spannungssignal an die zweite Klemme des (Comparators 50, um es mit dem vorher von der Tastspeicherschaltung 51 anliegenden Spannungssignal zu vergleichen. Der Impuls 76 von der impulsformenden Schaltung 53 wird durch die VerzögerungrSchaltung 57 verzögert, um einen Impuls 78 (F i g. 5d) zu liefern, der am UND-Glied 58 liegt, damit dieses einen Triggerimpuls für den monostabilen Multivibrator 59 liefert. Der monostabile Multivibrator 59 seinerseits erzeugt einen Steuerimpuls mit einer Dauer, die ausreicht, damit eine nicht dargestellte Recheneinheit das anliegende Eingangssignal verarbeiten kann.

Der Komparator 50 berechnet den Unterschied zwischen den anliegenden Spannungswerten, um ein Maß für die Laufzeit der Ionenwolken zu liefern und leitet sein Ausgangssignal durch das Übertragungsglied 60 zur Ausgangsklemme 61, wenn dieses durch das Ausgangssignal vom monostabilen Multivibrator 59 angesteuert wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 7 dargestellt, wobei Bauteile, die mit in F i g. 4 dargestellten Bauteilen identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Der Impulsgenerator 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein nicht getriggerter Generator, der die ersten und zweiten ionisierenden Elektroden 12a, 14a und 126, 146 in regelmäßigen Intervallen mit negativen Impulsen vorspannt. Auf einen einzigen anliegenden Impuls hin wird eine Gruppe aus einer ersten und einer zweiten Wolke negativ aufgeladener Ionen nacheinander entlang des Durchganges 11 erzeugt, die zur Sammelelektrode 20 wandern. Der Abfrageverstärker 21 erzeugt auf das Sammeln der ersten lonenwolke hin, die von den ionisierenden Elektroden 126 und 146 erzeugt wurde, ein erstes Ausgangssignal und auf das Sammeln der zweiten lonenwolke, die von den ionisierenden Elektroden 12a und 14a erzeugt wurden, ein zweites Ausgangssignal. Auf das erste Ausgangssignal vom Abfrageverstärker 21 hin wird eine Flip-Flop-Schaltung 83 gesetzt, die ein UND-Glied 84 durchschaltet, um Taktimpulse von einer Taktimpulsquelle 85 zu einem Binärzähler 86 durchzulassen. Das Q-Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 83 liegt über eine Verzögerungsschaltung 87 am UND-Glied 88. Wenn das zweite Ausgangssignal vom Abfrageverstärker 21 erzeugt wird, legt das UND-Glied 88 einen Rücksetzimpuls an die Flip-Flop-Schaltung 83, die ihrerseits den Zähler 86 rücksetzt. Das digitale Ausgangssignal vom Zähler 86 gibt somit die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt, an dem die erste lonenwolke auf die Sammelelektrode 20 trifft, bis zu dem Zeitpunkt wieder, an dem zweite lonenwolke auf dieselbe Sammelelektrode trifft. Da das Auftreffen der lonenwolke von der stromaufwärtsliegenden Seite proportional zur Strömungsgeschwindigkeit verzögert ist, ist das Ausgangssignal des Zählers 86 ein Msß für die Strö!Tii!ri^ors"eschwindigke!t.

Die bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebene und dargestellte Sammelelektrode 20 kann in Form eines stab- oder plattenförmigen Elementes ausgebildet sein. Vorzugsweise wird jedoch eine Gitterelektrode 90 verwandt, wie sie in den F i g. 8 und 9 dargestellt ist, um den lonensammelwirkungsgrad zu erhöhen. Die Gitterelektrode 90 hat einen mehrlagigen scheibenförmigen Gitteraufbau, der quer zum Durchgang 11 angeordnet ist. Dieser Aufbau vergrößert die Oberfläche der Sammelelektrode, während er

jo gleichzeitig das Fluid hindurchgehen läßt.

Eine andere Möglichkeit der lonenwahmehmung ist in Fig. 10 dargestellt, wo zwei Elektroden 91 und 92 einander gegenüber angeordnet und elektrisch in einen geschlossenen Reihenschaltkreis geschaltet sind, der einen Widerstand 93 und eine Gleichspannungsquelle 94 enthält, deren eine Klemme an Masse liegt. Da das zu messende Fluid aus einem nicht-leitenden Material besteht, fließt kein Strom, wenn das Fluid nicht ionisiert ist. Wenn eine lonenwolke durch die Elektroden 91 und 92 geht, nimmt der Widerstand dazwischen ab und wird der resultierende Strom eine Spannung über den Widerstand 93 entwickeln, die durch einen Verstärker 95 wahrgenommen wird.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen von Fluiddurchflußvolumina eines durch eine Leitung strömenden Fluids, mit drei in der Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Elektroden, deren am weitesten stromaufwärts gelegene, als Ionisierungselektrode ausgebildete erste Elektrode mit einem Impulsgenerator zur Erzeugung von Ionenwolken verbunden und deren am weitesten stromabwärts gelegene, als Ionensammelelektrode ausgebildete dritte Elektrode mit einer Einrichtung zum Feststellen der Ladungsdichte der vorbeilaufenden lonenwolken verbunden ist, in der die Laufzeit des Fluids über eine bestimmte Strecke mittelbar aus der Differenz der Ladungsdichten von lonenwolken, die eine verschieden lange Strecke zurückgelegt haben, bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite F.kktrode (126, Ub) ebenfalls als Ionisierungselektrode ausgebildet und mit dem impuisgenerator (16) zur gleichzeitigen Erzeugung einer in einem festen Abstand zu der von der ersten Elektrode (12a, Ha) erzeugten ersten Ionenwolke laufenden zweiten Ionenwolke verbunden ist, und daß die Ladungsdichte der lonenwolken in der Einrichtung zum Feststellen der Ladungsdichte durch eine Abtastung des an der Ionensammelelektrode (20) jeweils maximal auftretenden Potentials bestimmbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Feststellen der Ladungsdichte eine erste und zweite an die Ionensammelelektrode (20) .·> ageschlossene Tastspeicherschaltung (51, 52) aufweist, die zeitlich gestaffelt gesteuert werden und deren Ausgangssignale an einen Komparator (50) gelegt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitlich gestaffelte Steuerung mittels einer Verzögerungsschaltung (57) erfolgt, die an eine auf eine Ladungswolke ansprechende impulsformende Schaltung (53) angeschlossen ist, und daß die erste Tastspeicherschaltung (51) durch ein Ausgangssignal der impulsformenden Schaltung (53) gesteuert wird, wohingegen die zweite Tastspeicherschaltung (52) durch ein Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung (57) gesteuert wird.