DE2816321A1 - Gasdruck-messtellen-umschalter - Google Patents

Gasdruck-messtellen-umschalter

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DE2816321A1 DE19782816321 DE2816321A DE2816321A1 DE 2816321 A1 DE2816321 A1 DE 2816321A1 DE 19782816321 DE19782816321 DE 19782816321 DE 2816321 A DE2816321 A DE 2816321A DE 2816321 A1 DE2816321 A1 DE 2816321A1
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0007Fluidic connecting means
    • G01L19/0015Fluidic connecting means using switching means

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Description

  • Gasdruck-Meßstellen-Umschalter
  • Die Erfindung betrifft einen Gasdruck-Meßstellen-Umschalter für Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsysteme mit Druckwandlern.
  • Die Erfindung kann in Gasdruck-Meßsystemen bei der Durchführung aerodynamischer Untersuchungen, insbesondere beim Durchblasen von Flugzeug-Modellen in Windkanälen, bei Untersuchungen der Gas-Luft-Wege von Gas turbinentriebwerken sowie bei der Untersuchung anderer pneumogasdynamischer Systeme verwendet werden.
  • Zu den wichtigsten Kennwerten von Gasdruck-Meßstellen-Umschaltern für Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsysteme, die bei aerodynamischen Untersuchungen verwendet werden, gehören Zuverlässigkeit und schneller Betrieb. Dabei ist es notwendig, gleichzeitig den widersprüchlichen Anforderungen hinsichtlich der Vergrößerung der Anzahl der umzuschaltenden DruckmeßstelleIl und der Verkleinerung von Abmessungen des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters gerecht zu werden, der im rnneren von Modellen untergebracht ist, die in Windkanälen durchgeb lasen werden.
  • Es sind Gasdruck-Meßstellen-Umschalter bekannt (vgl.
  • Scanivalve Inc., USA, General Katalog, Oct. 3, 1972), die einen Stator und einen mit der Stirnseite an diesen angedrückten Rotor enthalten. im mittigen Teil des Stators sind eine Austrittsöffliung und am Umfang Eintrittsöffnungen vorgesehen. Die Eintrittsöffnungen werden der Reihe nach in Verbindung mit einem im Rotor ausgeführten Austrittskanal bei Drehung des Rotors in bezug auf den Stator gebracht. Die Austrittsöffnung steht in Verbindung mit einem Druckwandler. Der Rotor wird von einem Schrittantrieb angetrieben.
  • Beim Betrieb des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters stößt der den Rotor beaufschlagende Gasdruck den Rotor vom Stator ab, so daß die Abdichtung des Hohlraumes gestört werden kann, der durch die öffnungen im Stator und den im Rotor vorgesehenen Kanal gebildet wird.
  • Zum Ausgleich dieser Druckkraft wird im inneren Volumen des Gasdruck-Meßsteilen-Umschalters ein Gegendruck erzeugt, der im Betrag ungefähr gleich dem Mittelwert des im gegebenen Zeitpunkt zu messenden und umzuschaltenden Gasdrucks ist. Dieser Gegendruck wird mit ilfe einer gesonderten Druckquelle erzeugt, was den Aufbau des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters kompliziert macht und seine Zuverlässigkeit verringert.
  • Die beschriebenen Gasdruck-Meßstellen-Umschalter werden mit 24 und 28 Eintrittsöffnungen ausgeführt. Eine weitere Erhöhung von deren Anzahl ist mit bedeutenden technischen Schwierigkeiten verbunden und führt zu einer beträchtlichen Vergrößerung des Gewichts und der Abmessungen der Umschalt-Einheit. Bei notwendiger Druckmessung an einer größeren Anzahl von Meßstellen werden Sätze aus einigen Umschalt-Einheiten verwendet, die von einem steuernden Elektronenrechner gesteuert werden.
  • Die diskontinuierliche Bewegung des Rotors ruft erhöhte dynamische Beanspruchungen in den Einheiten des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters hervor und beschränkt seine Arbeitsgeschwindigkeit.
  • Es ist auch ein Gasdruck-Meßstellen-Umschalter bekannt (vgl. SU-ES 290 188, Int. Cl.2 G 01 1 19/00), der einen hohlen zylindrischen Stator hat, auf dessen Innenfläche eine gewendelte Nut ausgeführt ist.
  • In der gewendelten Nut sind Eintritts öffnungen ausgeführt, durch die der umzuschaltende Druck einem abgefragten Magnetventil zugeführt wird, das auf der Achse des Rotors eingebaut ist, der sich über die gewendelte Nut zum mit einer gewendelten Rohrleitung verbundenen Druckwandler verstellt. Der Rotor bewegt sich periodisch dl-Achse des Stators entlang mittels eines elektromagnetischen Antriebes, der ein Sperrwerk und ein Differentialgetriebe besitzt.
  • Zum Umschalten einer der Eintrittsöffnungen wird das Magnetventil an die Innenfläche des Stators angedrückt, indem es die Kräfte überwindet, die in dieser Eintrittsöffnung durch den Gasdruck erzeugt werden. Die Reibungskräfte, die an der BerührungsSläche des Stators mit dem Rotor entstehen, sind so stark, daß sie das Gleiten des Magnetventils auf der Oberfläche des Stators verhindern.
  • Zum Umschalten der nächsten Eintrittsöffnung wird das Magnetventil abgeschaltet, von der Oberfläche des Stators weggeschoben, durch den elektromagnetischen Antrieb gedreht und an die Oberfläche des Stators wieder angedrückt.
  • Die Kräfte vom Magnetventil werden durch die Achse des Rotors aufgenommen.
  • Bei Steigerung des Gasdruckes ist es also notwendig, die vom llagnetventil entwickelte Kraft zu vergrößern, was zur Vergrößerung der Masse des Hagnetventils und der Trägheit des Rotors führt.
  • Die Arbeitsgeschwindigkeit des beschriebenen Gasdruck-Meßstellen-Umschalters ist wegen der periodiscien Wirkung des Elektromagnets des Antriebes und des Magnetventils und der bedeutenden Baugruppen-Massen, die sich mit Stillsetzungen bewegen, niedrig.
  • er komplizierte Aufbau des Rotors vergrößert die Abmessungen des Stators und folglich des ganzen Gasdruck-Meßstellen-Umschalters, was seine Verwendung in aerodynamischen Versuchen, besonders beim Durchblasen von Flugzeug-Modellen, erschwert.
  • er Schrittbetrieb der Bewegung der Einheiten des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters vermindert dessen Zuverlässigkeit und Lebensdauer.
  • Im beschriebenen Gasdruck-Meßstellen-Umschalter wird die Bestimmung der Nummer der umzuschaltenden Eintrittsöffnung durch Auszählung elektrischer Impulse durchgeführt, die dem Magnetventil zugeführt werden. Bei eventuellem Nichtansprechen des Magnetventils wird daher die Genauigkeit der Erfassung der Nummer des umzuschaltenden Eingangs des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters und der Größe des gemessenen Gasdruckes stark vermindert.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindulle, einen einfachen und kompakten Gasdruck-Meßstellen-Umschalter ftir ein Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystem zu schaffen, der eine erhöhte Anzahl von umzuschaltenden Eingängen aufweist und die Druckmessung an diesen bei kontinuierlicher Drehung des Rotors sowie die Übertragung er Belastungen, die durch den an den umzuschaltenden Eingängen gemessenen Druck entwickelt werden und die auf den Rotor einwirken, unmittelbar auf den Stator, sowie die zuverlässige Erfassung der Größe der Meßdrücke und der Nummer der umzuschaltenden Eingänge sichert.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Der beschriebene Aufbau des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters gestattet, dessen Zuverlässigkeit und Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Gasdruck-Meßs tel len-Umschalters im Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystem wird die notwendige Genauigkeit der Erfassung der Nummer für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit und der Größe des zu messenden Druckes erreicht. Die Umschalt-Einheit des beschriebenen Gasdruck-Meßstellen-Umschalters kann hunderte Eintrittsöffnungen besitzen bei Abmessungen, die dessen Anordnung im Inneren von Modellen von Objekten ermöglichen, die in Windkanälen dllrchgeblaserl werden.
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystems, das einen Gasdruck-Meßstellen-Umschalter gemäß der Erfindung mit einem Synchronisierimpuls-Generator enthält; Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystems, das einen Gasdruck-Meßstellen-limschalter mit einem Synchronisierimpuls-Generator sowie mit einem Nummer anzeiger für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit enthält,gemäß der Erfindung; Fig. 3 eine Gesamtansicht des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters gemäß der Erfindung mit einem Teilschnitt; Fig. 4 einen Schnitt durch die Umschalt-Einheit; Fig. 5 einen weiteren Schnitt durch die Umschalt-Einheit; Fig. 6 eine Gesamtansicht des Rotors gemäß der Erfindung; Fig. 7 einen Schnitt des Rotors gemäß der Erfindung; Fig. 8 eine Gesamtansicht des Stators gemäß der Erfindung; Fig. 9 einen Schnitt des Stators gemäß der Erfindung; Fig. 10 eine Abwicklung des Zylindermantels der Codeglocke gemäß der Erfindung; Fig. 11 einen Schnitt des Gehäuses mit darin untergebrachtem Synchronisierimpuls-Generator gemäß der Erfindung; Fig. 12 eine Befestigung des Deckels am Rotor gemäß der Erfindung; Fig. 13 eine axonometrische Darstellung des Gasdruck-Meßstellen-limschalters gemäß der Erfindung; Fig. 14 eine Abwicklung des Zylindermantels der Codeglocke des Synchronisierimpuls-Generators gemäß der Erfindung; Fig. 15 eine Gesamtansicht des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters mit dem Synchronisierimpuls-Generator und dem lQummeranzeiger für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit; Fig. 16 eine Abwicklung des Zylindermantels der Codeglocke des Nummeranzeigers für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit gemäß der Erfindung; Fig. 17 ein Arbeitszyklogramm des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters gemäß der Erfindung.
  • Der Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 (Fig. 1) kann vorteilhaft in einem Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystem verwendet werden, das Druckwandler 2 hat, die baulich mit dem Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 verbunden sind.
  • Der Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 kann in zwei Hauptvarianten ausgeführt werden.
  • Gemäß der ersten Hauptvariante hat er eine Umschalt-Einheit 3, einen Umschal tcinlici t-Anf.rieb 4 und einen Synchronisierimpuls-Generator 5, und gemäß der zweiten Hauptvariante eine Umschalt-Einheit 3, einen Umschalteinheit-Antrieb 4, einen synchronisierimpuls-Genenator 5 und einen iJurmneran:'eiger G für die Nummer dc:; umzuschaltenden Eingangs der Umschalt-Einheit 3 (Fig. 2) I)i e Umschalt-einheit 3 liat einen Stator 7 (Fig. 3) der in Form eines Kreis-Hohlzylinders ausgebildet ist, in dessen Hohlraum ein Zylinder-Rotor 8 im Gleitsitz angeordnet ist. Auf der Mantelfläche des Rotors 8 sind in senkrecht zur Rotordrehachse verlaufeiiden Ebenen fünf Ringkanäle 9 vorgesehen. Längs der Drehachse des Rotors 8 sind fünf Umschalt-Nuten 10 (vgl. auch Fig. 7) ausgeführt, die die Gesamterzeugende a-a des Rotors entlang angeordnet sind, wobei jede Umschalt-Nut 10 in Verbindung mit einem der Ringkanäle 9 steht. Im Stator 7 sind Eintrittsöffnungen 11 vorgesehen, die als Eingänge des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters auftreten und in Gruppen 12 längs der Drehachse des Rotors 8 angeordnet sind (vgl. Fig. 8). Austrittsöffnungen 13 sind in den Ebenen der Ringkanäle 9 (Fig. 4), je eine für jeden Ringkanal 9, angeordnet und stehen mit ihnen in Verbindung.
  • I)ie Eintrittsöffnungen 11 (Fig. 3) einer Gruppe 12 sind innerhalb der Länge einer Umschalt-Nut 10 untergebracht.
  • Die Winkel @ (Fig. 5) zwischen den angrenzenden Eintrittsöffnungen 11 sind in jeder Gruppe 12 in den zur Drehachse des Rotors 8 senkrechten Ebenen einander gleich.
  • Gleichnamige Eintrittsöffnungen 11 sämtlicher Gruppen 12 sind die Erzeugenden b-b des Stators 7 entlang angeordnet (Fig. 3).
  • In der bevorzugten Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 ist jede nachfolgende Umschalt-Mut lO des Rot<>rs 8 mit einer einseitigen Versetzung gegensilber der vorhergehenden um die Drehachse des Rotors 8 uni einen Winkel ß (Fig. 6, 7) ausgeführt, der aus folgender Beziehung bestimmt wird: ß = ######, (1) mit @ = Winkel zwischen den angrenzenden Eintrittsöffnungen 11 jeder Gruppe 12, k = Anzahl der Gruppen 12 der Eintrittsöffnungen 1 11 und j = 1, 2, 5 Es ist eine Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßste 1 len-Umschalter3 1 möglich, in der die benachbarten Gruppen 12 der Eintrittsöffnungen 11 mit der einseitigen Versetzung der einen gegenüber der anderen um die Drehachse des Rotors 8 um einen Winkel X ausgeführt sind, die aus derselben Beziehung wie in (1) (Fig. 8, 9) bestimmt wird, und die Umichalt-Iduten 10 sind die Erzeugende a-a des Rotors 8 entlang (ß = 0) angeordnet.
  • Es ist eine weitere Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 mit Versetzung sowohl der Umschalt-Nuten 10 als auch der Gruppen 12 der Eintrittsöffnungen 11 möglich. Dabei gilt bei allen diesen Ausführungsvarianten des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 die Beziehung: ß - x = @ #### α # 0, ß # 0 (2).
  • An der :;tiriieite des Stator. I (Fig. 3) ist mittels Schrauben 14 der Umschalteinheit-Antrieb 4 befestigt der ein Zweistufen-Untersetzungsgetriebe 15, das im Gehäuse 16 montiert ist, und einen Elektromotor 17, der auf dem Gehäuse 16 angeordnet ist, enthält. Das Zweistufengetriebe 15 weist Zahnräder 18 - 21 auf, wobei sowohl die Zahnräder 18 und 19 als auch die Zahnräder 20 und 21 kämmen, während die Zahnräder 19 und 20 mit einer Achse 22 verbunden sind, die in Lagern 23 des Gehäuses 16 gelagert ist. Das Zaqhnrad 18 ist auf tier Welle 211 des Elektromotors befestigt, und lis Zahnrad 21 sitzt auf der Achse 25 eines Deckels 26, ler mit Schrauben 27 am Rotor 8 befestigt ist.
  • An der gegenüberliegenden Stirnseite des Stators 7 sind fünf Druckwandler 2 mittels Schrauben 28 befestigt, je einer fir jede Gruppe 12 der Eintrittsöffnungen 11. In den Eintrittsöffnungen 11, den Austrittsöffnungen 13 und in den Druckwanllern 2 sind Stutzen 29 vorgesehen. Jede Austrittsöffnung 13 ist ilber eineii der Stutzen 29 und eine Rohrle itung 30 an einen der Druckwandler 2 angeschlossen Der Synchronisierimpuls-Generator 5 ist in einer Öffnung 31 des Gehäuses 16 untergebracht. Auf dem Gehäuse 32 des Generators 5 sind lichtempfindliche Elemente 33 und eine Lichtquelle 54 befestigt. Der Geneflitor 5 enthält auch eine Codeglocke 35, die auf der Achse 22 angeordnet ist. Im Zylindermantel 36 der Codeglocke 35 sind Öffnungen 37 vorgesehen, die eine Codemaske J8 (Fig. 10) des Generators 5 bilden. Die Lichtquelle 34 (Fig. 3) ist im Innern des Zylindermantels 36 und die lichtempfindlichen Elemente 33 sind außen angeordnet. Das Gehäuse 32 (Fig. 11) ist mit Flanschen 39 ausgeführt, durch die es mittels Schrauben 40 am Gehäuse 16 befestigt ist.
  • b-ffnungeii 41 (I'ig. 12), über die der Deckel 6 am Rotor 8 befestigt ist, sind bogenförmig ausgeführt, was eine Grobeinstellung des Generators 5 gewährleistet. Die Öffnungen 42 (Fig. 11) sind für die Schrauben 40 verlängert ausgefiihrt, was eine Feineinstellung des Generators 5 sichert.
  • Die öffnungen 37, die die Codemaske 58 bilden, sind in Gruppen 43 (Fig. 10) in zur Achse 22 senkrechten Ehenen angeordnet (Fig. 3), wobei das lichtempfindliche Element 33 in jeder dieser L'benen Platz findet. I)ie Anzahl der Gruppen 43 ist gleich k + j. In der Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist k = 5, j = 2. Die gleichnamigen Öffnungen 37 der Gruppen 43 sind die Gesamterzeugenden c-c entlang des Zylindermantels 36 (Fig. 10) angeordnet. I)ie Winkel 8 zwischen den angrenzenden öffnungen 37 der Gruppe 43 sind einander gleich und werden durch die Beziehung bestimmt # = @ . i (3) mit i = Übersetzungszahl der kinematischen Verbindung zwischen Rotor 8 und Codeglocke 3'», d. h.
  • mit Z21 = Anzahl der Zähne der Zahnräder 21, Z20 = Anzahl der Zähne des Zahnrades 20.
  • Die bevorzugte Ausführungsvariante des Synchronisierimpuls-Generators ist soD daß die Codeglocke 35 des Gene rators 5 starr mit dem Deckel 26 (Fig. 13) verbunden ist.
  • Dabei ist die Ausführung der Codemaske analog der Codemaske 38 (Fig 14) bei i = 1.
  • In der Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 mit Verschiebung der Umschalt-Nuten 10 oder -der Gruppen 12 der Eintrittsöffnungen 11 (vgl. Fig. 6 - 9) sind die Gruppen Lt3 der öffnungen 37 der Codemaske 38 des Generators 5 auch eine in bezug auf die andere um einen Winkel # (Fig. 14) verschobenn der durch folgende Beziehung bestimmt wird: # = @ ##### i (4).
  • Der Nummeranzeiger 6 für den umzuschaltenden Eingang hat nach der zweiten Hauptvariante der Ausführung des Gasdruck-MeßstellenUmsenalters 1 (Fig. 15) eine Lichtquelle 44 und lichtempSindl-cho. Elemente 45, die auf einem Gehäuse 46 aufgestellt sind das in einer Öffnung 47 montiert ist, die im Gehäuse 16 ausgeführt ist , und eine Codeglocke 48.
  • Die Codeglocke 48 ist einstückig mit dem Deckel 26 ausgeführt: sie hat einen Zylindermantel 49, in dessen Innerem eine Lichtquelle 44 und außen die lichtempfindlichen Elemente 45 angeordnet sind. Im Zylindermantel 49 sind Offnungen 50 vorhanden, die die Codemaske 51 (Fig. 16) des Nummeranzeigers 6 für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit bilden. Darauf sind die Nummer der Eintrittsöffnungen 11 der ersten Gruppe 12 im BinErdezimalcode aufgeschrieben. In der gegebenen Variante der Ausführung des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters hat jede Gruppe 12 sechzig Eintrittsöffnungen 11 (Fig. 15), die schachbrettförmig für die Vergrößerung der Anzahl der Eintrittsöffnungen in der Gruppe 12 bei Erhaltung der Brücken (Stege) zwischen angrenzenden minimal zulässigen Eintrittsöffnungen 11 einer Gruppe 12 angeordnet sind.
  • Die öffnungen 50 (Fig. 15) der Codemaske 51 sind in Gruppen zusammengefaßt, die in den zur Drehachse der Codeglocke 48 senkrechten Ebenen angeordnet sind. In jeder dieser Ebenen ist auch eines der lichtempfindlichen Elemente 45 untergebracht.
  • In der ersten Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 (Fig. 3) enthält das Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystem eine Stromversorgung 53 (Fig. 1), die durch einen Steuerpunkt 54 den Antrieb 4, den Generator 5 und einen elektromechanischen Kommutator 55 speist, dessen Eingängen die Ausgänge der Dfuckwandler 2 und eines Analog-Digital-Umsetzers 56 zugeschaltet sind, der übr einen Impulszähler 57 mit dem Generator 5 verbunden ist. Dem Ausgang des elektromechanischen Kommutators 55 ist ein Meßgerät 58 nachgeschaltet, das mit einem Registriergerät 59 verbunden ist.
  • Im Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystem für die zweite Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters (Fig. 15) ist der Ausgang des Synchronisierimpuls-Generators 5 nur mit dem elektromechanischen Kommutator 55 (Fig. 2) verbunden, und dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers 56 ist der Nummeranzeiger 6 für den zu kommutierenden Eingang der Umschalt-Einheit zugeschaltet. Im übrigen sind die beiden Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsysteme analog.
  • Der erfindungsgemäße Gasdruck-Meßstellen-Umschalter arbeitet wie folgt. Die zu messenden Drücke werden durch die Rohrleitungen 60, die an den Stutzen 29 angeschlossen sind, den Eintrittsöffnungen zugeführt.
  • Die Stromversorgung 53 gewährleistet die notwendigen Spannungspegel zur Stromspeisung des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 und der anderen Elemente des Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystems. Dabei setzt der Umschalteinheit-Antrieb 4 auf Befehl vom Steuerpult 54 den Rotor 8 in Betrieb, der der Reihe nach die Rohrleitungen 60 (Fig. 3) mit dem zu messenden Druck an die Druckwandler 2 über die Austrittsöffnungen 13 und die Rohrleitungen 30 anschließt. Die Druckwandler 2 wandeln den zu messenden Druck in elektrische Signale um und führen ihn dem Eingang des elektromechanischen Kommutators 55 zu, der sie in einer bestimmten Reihe folge nach den Signalen vom Synchronisierimpuls-Generator 5 auf das Meßgerät 58 und das Registriergerät 59 gibt.
  • Gemäß der ersten Hauptvariante der Ausführung des Gasdruck-P5æßsteilen-Umschalters (Fig. 3) ist die Bestimmung der Nummer für den Eingang der Umschalt-Einheit folgenderweise durchgeführt: Die Signale des Synchronisierimpuls-Ger,erabrs 5 gelangen zum Impulszähler 57, ferner im Binärdezimalcode zum Analog-Digital-Umsetzer 56 und sodann in Analogform zum elektromechanischen Kommutator 55, der sie zum Meßgerät 58 und zum Registriergerät 59 überträgt.
  • In der zweiten Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 (Fig. 2, 15) gelangen die Signale vom Nummeranzeiger 6 für den umzuschaltenden Eingang im Binärdezimalcode zum Analog-Digital-Umsetzer 56, von dem sie in Analogform am elektromechanischen Kommutator 55 eintreffen.
  • Beim Betrieb des Gasdruck-Meßstellen-Umsehalters 1 treibt der Elektromotor 17 (Fig. 3) des Antriebes 4 durch das Zweistufen-Untersetzungsgetriebe 15 den Rotor 8 an; dabei kreuzen die Umschalt-Nuten 10 nacheinander die Eintrittsöffnungen 11 durch, wodurch die Rohrleitungen 60 durch die Ringkanäle 9 und die Rohrleitungen 30 an die Druckwandler 2 angeschlossen werden. Während der Kreuzung der Eintrittsöffnung 11 durch die Umschalt-Nut 10 erfolgt ein Ausgleich des Druckes in der Rohrleitung 60 und im Druckwandler 2. Dieser Vorgang dauert ein Zeitintervall t (Fig. 17). Die Größe des Zeitintervalls t begrenzt die Drehzahl des Rotors 8, denn innerhalb eines kleineren Zeitintervalls kann sich der Druck in den Rohrleitungen 60 und in den Druckwandlern 2 nicht ausgleichen. Gleichzeitig mit der Drehung des Rotors 8 bewegt sich die Codeglocke 35 (Fig. 3) des Generators 5, der auf der Achse 22 des Zweistufen-Untersetzungsgetriebes 15 befestigt ist. Die Zeit t nach dem Beginn der Kreuzung der Eintrittsöffnung 11 durch die Umschalt-Nut 10 passiert die Öffnung 37 im Zylindermantel 36 der Codeglocke 35 zwischen der Lichtquelle 34 und dem lichtempfindlichen Element 33. Dabei liefert der Generator 5 das Signal f (Fig. 17) für die Abfrage des Druckwandlers 2, der dem elektramechanischen Kommutator 55 zugeführt wird. Die Abfrage des Druckwandlers 2 erfolgt nach Ausgleich des Druckes in demselben bei miteinander verbundener Umschalt-Nut 10 und Eintrittsöffnung 11 oder wird beim Verbleiben der Umschalt-Nut 10 auf der Brücke zwischen den benachbarten Eintrittsöffnungen 11 durchgeführt. Die Auswahl der einen bzw. der anderen Arbeitsweise hängt von der er6rderlichen Genauigkeit der Messung und von den Bedingungen der Durchführung des Versuches ab.
  • Die Einstellung der Zeitpunkte für die Erzeugung der Abfragesignale der Druckwandler 2 wird durch Verschiebung des Gehäuses 32 des Synchronisierimpuls-Generators 5 (Fig. 3) oder durch Verschiebung des Deckels 26 in bezug auf den Rotor 8 durchgeführt, wozu man die Schrauben 40 (Fig. 11) und die Schrauben 27 (Fig. 12) lockert, danach die genannten Elemente verschiebt und die Schrauben 40 und 27 wieder anzieht.
  • Beim Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 nach Fig. 3 sind die Umschalt-Nuten 10 des Rotors 8 längs der Gesamterzeugenden a-a und'die gleichnamigen Eintrittsöffnungen 11 längs der Gesamterzeugenden b-b des Stators 7 angeordnet, dementsprechend sind die Öffnungen 37 der Codemaske 36 (Fig. 10) die Erzeugende k-k der Codeglocke 35 (Fig. 3) entlang angeordnet. Das führt dazu, daß die Umschalt-Nuten 10 gleichzeitig je eine Eintrittsöffnung 11 aus jeder Gruppe 12 umschalten und der Generator 5 die Signale für die gleichzeitige Abfrage der Druckwandler 2 liefert.
  • Die Reihenfolge der Messung von Drücken und der Registrierung der Ergebnisse wird durch den elektromechanischen Kommutator 55 bestimmt.
  • Vorteilhafter ist die Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 mit Versetzung der Umschalt-Nuten 10 des Rotors 8 (Fig. 6, 7). In dieser Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 schalten die Umschalt-Nuten 10 des drehbaren Rotors 8 nacheinander je eine Eintrittsöffnung 11 aus jeder Gruppe 12 um, und der Generator 5 liefert die Signale für die serielle Abfrage der Druckwandler 2. Die Arbeit des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 wird in dieser Ausführungsvariante durch das Zyklogramm (Fig. 17) illustriert. Dort sind sieben Gruppen von Signalen f dargestellt, was den sieben Gruppen der Öffnungen 37 in der Codemaske 38 des Generators 5 entspricht, wobei k = 5, j = 2- ist. Die ersten fünf Gruppen von Signalen f werden für die Abfrage der Druckwandler 2 verwendet. Die sechste Gruppe der Signale f ist für die Ab frage zusätzlicher Geber, z. B. eines Gebers für Staudruck im Windkanal, vorgesehen. In der siebten Gruppe ist ein Signal f vorhanden, was einer Öffnung in der Siebten Gruppe 43 (Fig. 14) der Öffnungen 37 der Codemaske 38 (Fig. 10) entspricht. Es ist für die Erzeugung des Signals zum Stillsetzen des Umschalteinheit-Antriebes 4 vorgesehen.
  • In der Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 (Fig. 15) wird die sechste Gruppe der Signale f zur Ab frage des Nummeranzeigers 6 für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit verwendet, der die Nummer des umzuschaltenden Eingangs beim Passieren der öffnungen 50 der Codeglocke 48 zwischen der Lichtquelle 44 und den lichtempfindlichen Elementen 45 angibt. Der Nummeranzeiger 6 gibt die Nummer der Eintrittsöffnungen 11 nach der ersten Gruppe 12 an, wonach die Messung der Drücke in allen gleichnamigen Eintrittsöffnungen 11 der Gruppen 12 erfolgt. Dann wird die nächste Nummer angezeigt und werden die nächsten gleichnamigen Eintrittsöffnungen 11 der Gruppen 12 abgefragt.
  • Im übrigen unterscheidet sich die Arbeit des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 in der gegebenen Ausführungsvariante nicht vom oben beschriebenen.
  • Der erfindungsgemäße Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 kann auch in den anderen Druckmeß-Systemen arbeiten, insbesondere mit einem Universalrechner. In einigen Fällen kann auch ein Schrittantrieb für die Umschalt-Einheit eingesetzt werden.
  • L e e r s e i t e

Claims (7)

  1. A n s I> r ii c h e ¾) Gasdruck-Mef3stellen-Umschalter fär ein Druckwandler -aufweisendes Mehr-Aleßstellen-(3asdruck-Meßsystem, mit einer Umschalt-Einheit, die aufweist: einen Stator, in dem ein durch eine Drehfläche begrenzter IIohlraum sowie Ein- und Austrittsöffnungen, über die der Statorhohlraum mit den Druckwandlern verbindbar ist, vorhanden sind, und einen Rotor, der im Stator-lIohlraum untergebracht ist und mit der den Stator-Ijohiraum begrenzenden Drehfläche zusammenwirkt sowie die Druckwandler den Eintrittsöffnungen periodisch zuschaltet, und mit einem Antrieb für die Umschalt-Einheit, der kinematisch mit dem Rotor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (8) eine zylindrische Mantelfläche aufweist, auf der mit den Austrittsöffnungen (13) in Verbindung stehende Ringkanäle (9) und in zur Drehachse des Rotors (8) senkrechten Ebenen angeordnete Umschalt-Nuten (to) ausgeführt sind, deren jede mit einem der Ringkanäle (9) verbunden ist und durch die der Reihe nach die Ringkanäle bei der Drehung des Rotors (8) an die Eintrittsöffnungen (11) anschließbar sind, die gruppenweise längs der Drehachse des Rotors (8) angeordnet sind, wobei in jeder Gruppe die Eintrittsöffnungen (11) innerhalb der Länge einer Umschalt-Nut (10) angeordnet sind.
  2. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Winkel 1 zwischen den Achsen angrenzender Eintrittsöffnungen (11) jeder Gruppe (12) in den zur Drehachse des Rotors (8) senkrechten Ebenen einander gle ich sind, daß tlie benachbarten Gruppen (12) der Eintrittsöffnungen (11) mit einer gleichsinnigen gegenseitigen Versetzung um die Drehachse des Rotors (8) um einen winkel α (Fig. 9) ausgeführt sind, und daß jede nachfolgende Ijmschalt-tiut (10) mit einer gleichsinnigen Versetzung in bezug auf die vorhergehende um die Drehachse des Rotors (8) um einen Winkel ß ausgeführt ist (Fig. Y), wobei gilt: ß - α = #####, α # 0, ß # 0 mit @ = Winkel zwischen den angrenzenden Eintrittsöffnungen (11), k = Anzahl er Gruppen (12) der Eintrittsöffnungen (11), j = 1, 2, 5 .....
  3. 3. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Synchronisierimpuls-Generator (5), der als ein Winkel-Code-Umsetzer ausgeführt sowie kinematisch mit dem Rotor (8) verbunden ist und Signale für die Abfrage der Druckwandler erzeugt, und daß der Antrieb (4) der Umschalt-Einheit (3) als Antrieb für kontinuierliche Drehung ausgebildet ist.
  4. 4. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisierimpuls-Generator (5) aufweist: eine Lichtquelle (34), lichtempfindliche Elemente (33) und eine dazwischen untergebrachte Codemaske (38), die als k+j Gruppen von Öffnungen (37) im Zylindermantel (36) einer kinematisch mit dem Rotor (8) verbundenen Codeglocke (35) ausgeführt ist, die in zur Drehachse der Codeglocke (35) senkrechten Ebenen angeordnet sind, wobei angrenzende Gruppen (43) der Öffnungen (37) gegenseitig um einen Winkel k+j versetzt sind, mit i = übersetzungszahl der kinematischen Verbindung zwischen dem Rotor und der Codeglocke, und in den k Gruppen die Winkel e zwischen den angrenzenden Öffnungen durch das Verhältnis 8 = tj zu i bestimmt sind (Fig. 3, 10).
  5. 5. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Nummeranzeiger (6) für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit (3), der als Winkel-Code-Umsetzer ausgeführt und kinematisch mit dem Rotor (8) verbunden ist (Fig. 2).
  6. 6. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Codeglocke (35) in bezug auf den Rotor (8) drehbar angeordnet ist, und daß die Lichtquelle (34) mit den lichtempfindlichen Elementen (33) in bezug auf die Codeglocke (35) für Grob- bzw. Fein-Einstellung der Zeitpunkte für die Erzeugung der Abfragesignale der Druckwandler (2) drehbar ist.
  7. 7. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nummeranzeiger (6) für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit (3) aufweist: eine Lichtquelle (44), lichtempfindliche Elemente (45), eine Codeglocke (48), die kinematisch mit dem Rotor (8) verbunden ist, und einen Zylindermantel (49), in dem Gruppen von öffnungen (50) ausgeführt sind, die in zur Drehachse der Codeglocke (48) senkrechten Ebenen angeordnet sind und eine Codemaske (51) bilden, die zwischen der Lichtquelle (44) und den lichtempfindlichen Elementen (45) angeordnet ist (Fig. 15).
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FR2723443A1 (fr) * 1994-08-05 1996-02-09 Leprieur Michel Dispositif de mesure de la pression en differents points de mesure

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DE2241883B2 (de) * 1972-08-25 1974-07-18 Gesellschaft Fuer Hydraulik-Zubehoer Mbh, 6603 Sulzbach Druckentlastetes Manometer-Wahlventil

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