DE2944979A1

DE2944979A1 - Flow meter e.g. for engine fuel consumption rate indication - uses capacitors to periodically mark flow by polarisation or heating

Info

Publication number: DE2944979A1
Application number: DE19792944979
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 7500 Karlsruhe Sorgatz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-11-07
Filing date: 1979-11-07
Publication date: 1981-05-21

Abstract

The flow medium is marked at pulse intervals, the time taken for the marking to travel along a measuring path being used to obtain the flow rate. The flow medium is marked by polarisation or by heating it, so that no additive is used, e.g. suitable for fuels fed to an engine. Pref. the marking device and the marking detector comprise two capacitors (C1,C2) at opposite ends of a flow channel, with the flow medium passing between the capacitor plates. The first capacitor (C1) provides the polarisation pulses, the second capacitor.

Description

Verfahren und Anordnung zum Messen des Durchflusses vonMethod and arrangement for measuring the flow of

strömenden Medien Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Messen des Durchflusses, bei dem ein strömendes Ncdium impulsweise markiert wird und bei dem aus der Zeitdauer, in welcher die Markierung eine Meßstrecke durchläuft, der Durchfluß ermittelt wird.flowing media The invention relates to a method and an arrangement for measuring the flow, at which a flowing Ncdium marks impulsively and in which from the period of time in which the marking runs through a measuring section, the flow is determined.

Aus den VDI-Berichten Nr. 86, 1964, Seiten 59 bis 63 sind verschiedene Durchfluß-Meßverfahren bekannt, bei denen das Medium, dessen Durchfluß gemessen werden soll, mit verschiedenen Fremdstoffen, wie Isotopen, Chemikalien, Wasserdampf, oder auch mittels Stoßionisation geimit wird und die Laufzeit der geimpften Stelle durch eine Meßstrecke gemessen wird, an deren Ende ein Detektor angebracht ist. Aus der Laufzeit kann der Durchfluß ermittelt werden. Die bekannten Verfahren können in der Weise ausgefUhrt werden, daß Jeder Ausgangsimpuls des Detelstors eine neue Impfung auslöst, so daß die Impulsfrequenz ein Man für den Durchfluß ist. Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß sie jeweils nur für ganz bestimmte Anwendungsfälle anwendbar sind. Keines ist z. B. für die Messung des momentanen Treibstoffverbrauchs von Benzin-oder Dieselmotoren geeignet.There are various from VDI reports No. 86, 1964, pages 59 to 63 Flow-measuring methods are known in which the medium and its flow are measured with various foreign substances, such as isotopes, chemicals, water vapor, or also by means of impact ionization and the running time of the inoculated site is measured by a measuring section, at the end of which a detector is attached. The flow rate can be determined from the running time. The known methods can be carried out in such a way that each output pulse of the Detelstor one triggers new vaccination so that the pulse rate is a man for the flow. the known methods have the disadvantage that they are only used for very specific applications are applicable. None is e.g. B. for measuring the current fuel consumption suitable for petrol or diesel engines.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zum Messen des Durchflusses zu finden, die auch für die üblichen Treibstoffe geeignet sind und die insbesondere keine Zusatzstoffe erfordern.The present invention is based on the object of a method and to find an arrangement for measuring the flow rate, which is also used for the usual Fuels are suitable and in particular do not require any additives.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist von dem Gedanken ausgegangen, das Medium selbst physikalisch reversibel zu verändern. Eine erste Lösung der genannten Aufgabe besteht darin, daß zur Markierung das strömende Medium polarisiert wird. Voraussetzung zur Anwendung dieses Verfahrens ist selbstverständlich, daß das Medium, dessen Durchfluß gemessen werden soll, polarisierbar ist. Ferner darf es nicht elektrisch leitend sein. Der Markierungsgeber und der Markierungsdetektor sind in diesem Falle zweckmäßig Kondensatoren, zwischen deren Belegungen das Medium durch strömt. Insbesondere zum Messen kleiner Durchflußmengen verwendet man vorzugsweise als Meßstrecke ein Rohr mit rechteckförmigem Innenquerschnitt, in dessen Breitseiten die Kondensatorbelegungen eingebettet sind. Das Seitenverhältnis des rechteckigen Querschnitts ist vorteilhaft wesentlich größer als Eins. Es kann aber auch ein Rohr mit kreisförmigem Innenquerschnitt verwendet werden; in diesem Falle können Kondensatoren eingesetzt werden, die aus Je zwei in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden Ringen bestehen.To solve this problem, the idea was based on the medium to change physically reversibly. A first solution to the problem mentioned consists in that the flowing medium is polarized for marking. pre-condition To use this method, it goes without saying that the medium, its flow through is to be measured, is polarizable. Furthermore, it must not be electrically conductive be. The marker transmitter and marker detector are useful in this case Capacitors with the medium flowing between them. In particular for For measuring small flow rates, a pipe is preferably used as the measuring section with a rectangular inner cross-section, in the broad sides of which the capacitor assignments are embedded. The aspect ratio of the rectangular cross-section is advantageous much greater than one. But it can also be a tube with a circular internal cross-section be used; in this case, capacitors can be used that consist of There are two rings lying one behind the other in the direction of flow.

Eine zweite Lösung der oben geschilderten Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß das Medium, dessen Durchfluß gemessen werden soll, impulsweise erwärmt wird. Als Markierungsgeber dient in diesem Falle zweckmäßig ein Heizelement, als Markierungsdetektor ein temperaturabhängiger Widerstand; der in eine Meßbrücke geschaltet ist, oder ein Thermoelement.A second solution to the problem outlined above is characterized by this from that the medium, its flow is to be measured, in pulses is heated. In this case, a heating element is useful as a marker, a temperature-dependent resistor as a marker detector; the one in a measuring bridge is switched, or a thermocouple.

Zur Durchführung beider Verfahren kann die Länge der Meßstrecke durch den Markierungsgeber am Eingang und den Markierungsdetektor am Ausgang bestimmt sein. Ein Zeitmesser mißt die Zeitdauer von der Zufuhr eines Impulses zum Markierungsgeber bis zum Auftreten der Markierung am Markierungsdetektor. Bin etwaiger Nullpunktsfehler und eine Nichtlinearität können dadurch verbessert werden, daß sich der Markierungsgeber vor der Meßstrecke befindet und Anfang und Ende der Meßstrecke durch zwei Markierungsdetektoren gegeben sind. Ein Zeitmesser mißt dann die Zeit vom Auftreten der Markierung am ersten Detektor bis zum Auftreten am zweiten Detektor. Die beiden Detektoren sollten von gleIcher Art sein und in gleicher Weise angebracht sein.To carry out both methods, the length of the measuring section can be through determines the marker transmitter at the entrance and the marker detector at the exit be. A timer measures the length of time from the delivery of a pulse to the marker until the marking appears on the marking detector. Am possible zero point error and non-linearity can be improved by moving the marker located in front of the measuring section and the beginning and end of the measuring section by two marker detectors given are. A timer then measures the time from the appearance of the mark on first detector until it occurs at the second detector. The two detectors should Be of the same kind and be attached in the same way.

Die dem Markierungsgeber zugefUhrten Impulse können konstante Frequenz haben. Es ist jedoch auch möglich, dem Markierungsgeber immer dann einen Impuls zuzuführen, wenn der Markierungsdetektor am Ausgang der Meßstrecke eine Markierung feststellt. In diesem Falle ist die Impulsfrequenz proportional zum Durchfluß.The pulses fed to the marker can be of constant frequency to have. However, it is also possible to always give the marker a pulse to be supplied when the marker detector has a marker at the output of the measuring section notices. In this case the pulse frequency is proportional to the flow.

Sieht man etne Kopplung zwischen Markierungsdetektor und Markierungsgeber vor, welche bewirkt, daß ein Markierungsimpuls gegeben wird, wenn der Markierungsdetektor keine Markierung festrtellt, und daß kein Markierungsimpuls gegeben Vltrd wenn der Markierungsdetektor eine Markierung feststellt, so werden Impulse erhalten, deren Puls-Pausenverhältnis 1 : 1 ist und deren Frequenz ein Maß fUr die Größe des Durchflusses ist. Dieses Verfahren kann noch dadurch verbessert werden, daß das Medium in unterschiedlicher Weise markiert wird, z. B. in den beiden entgegengesetzten Richtungen polarisiert wird, und der Markierungsgeber derart angesteuert ist, daß das Medium eine Polarisierung erhält, die der vom Detektor festgestellten entgegengesetzt ist. Entgegengesetzte Wärmemarkierungen können mittels eines Peltier-Elementes erzeugt werden.One sees a coupling between the marker detector and marker transmitter which causes a marker pulse to be given when the marker detector no marking detects, and that no marking pulse is given Vltrd if the If the marker detector detects a marker, pulses are obtained Pulse-pause ratio is 1: 1 and its frequency is a measure of the size of the flow is. This method can be improved by the fact that the Medium is marked in different ways, e.g. B. in the two opposite ones Directions is polarized, and the marker is controlled such that the medium receives a polarization opposite to that detected by the detector is. Opposite heat markings can be produced by means of a Peltier element will.

Anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind, werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen näher beschrieben und erläutert.Based on the drawings, in which exemplary embodiments are shown are, the invention and further embodiments are described in more detail below and explained.

Es zeigen Figur 1 und 2 zwei schematische Schaltbilder von Anordnungen zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren, die Figuren 3 bis 6 Durchflußmeßaufnehmer für ein Verfahren, bei dem das Medium, dessen Durchfluß gemessen werden soll, polarisiert wird und die Figuren 7 bis 10 Anordnungen zur DurchfUhrung der neuen Verfahren.Figures 1 and 2 show two schematic circuit diagrams of arrangements for carrying out the method according to the invention, FIGS. 3 to 6 flow sensors for a method in which the medium whose flow is to be measured polarizes and FIGS. 7 to 10 show arrangements for carrying out the new method.

In Figur 1 ist mit TG ein Taktgeber, z. B. ein Quarzoszillator, bezeichnet, dessen Impulse einem Frequenzteiler FT zugeführt sind, an dem der eine Eingang einer Torschaltung T1 angeschlossen ist. Deren Ausgangsimpulse werden in einem Impulsformer IF zu Impulsen geformt, die zur Ansteuerung eines in einem Rohr RH1 angeordneten Markierungsgebers MG1 geeignet sind. Der dem Markierungsge ber MG1 zugefUhrte Impuls bewirkt, daß ein in einer Rohrleitung RH1 strömendes Medium an der Stelle des Gebers MG1 polarisiert oder daß dessen Temperatur geändert wird.In Figure 1, with TG, a clock, z. B. a crystal oscillator, called, whose pulses are fed to a frequency divider FT, at which one input of a Gate circuit T1 is connected. Their output pulses are generated in a pulse shaper IF formed into pulses that are used to control a RH1 arranged in a tube Markers MG1 are suitable. The pulse fed to the marker via MG1 causes a medium flowing in a pipeline RH1 at the location of the encoder MG1 polarizes or that its temperature is changed.

Diese Polarisations- oder Wärmemarkierung wandert mit dem Medium zu einem Markierungsdetektor MD1, der bei Auftre- ten der Markierung ein Signal an einen Verstärker V1 gibt.This polarization or heat mark migrates with the medium a marker detector MD1, which when it occurs the marking gives a signal to an amplifier V1.

Der zwischen dem Geber MG1 und dem Detektor MDI befindliche Teil des Rohres RHI bildet die Meßstrecke MS. Der dem Markierungsgeber MG1 zugeführte Impuls bewirkt nicht nur eine Markierung des Mediums, sondern setzt auch eine bistabile Kippstufe BK1, die vom Ausgangssignal des Verstärkers V1 zurückgesetzt wird. Diese Kippstufe ist damit so lange gesetzt, wie die Markierung braucht, um die Meßstrecke zu durchlaufen. Diese Zeit wird dadurch gemessen, daß die Kippstufe BK1 im gesetzten Zustand fUr die Taktimpulse des Taktgebers TG eine Torschaltung T2 freigibt, so daß diese auf eine Rechenschaltung RE gelangen, welche die von der Torschaltung T2 durchgelassene Impulszahl, die umgekehrt proportional zum Durchfluß ist, in den Durchfluß, z. B. Liter pro Stunde, umrechnet. Der errechnete Wert wird von einer Anzeigeeinheit AZ wiedergegeben.The part of the located between the transmitter MG1 and the detector MDI Rohres RHI forms the measuring section MS. The pulse fed to the marker MG1 not only causes a marking of the medium, but also sets a bistable Flip-flop BK1, which is reset by the output signal of the amplifier V1. These The flip-flop is set for as long as the marking needs to cover the measuring section to go through. This time is measured by the fact that the flip-flop BK1 is set State for the clock pulses of the clock generator TG enables a gate circuit T2, so that these reach a computing circuit RE, which the gate circuit T2 passed pulse number, which is inversely proportional to the flow, into the Flow, e.g. B. liters per hour, converted. The calculated value is taken from a Display unit AZ reproduced.

Das Ausgangssignal der bistabilen Kippstufe BK1 wird auf die Torschaltung T1 rückgeführt, damit während der Zeit, in der eine Markierung vom Geber MGI zum Detektor MDI unterwegs ist, keine zweite Markierung erfolgt. Der Markierungsgeber MG1 und der Detektor MD1 sind im Falle, daß die Markierung eine Polarisation bzw. Polarisationsänderung ist, zweckmäßig Kondensatoren, im Falle, daß die Markierung in einer Temperaturänderung besteht, ist der Markierungsgeber MC1 ein Heizdraht und der Detektor MD1 ein temperaturabhängiger Widerstand oder ein Thermoelement.The output signal of the bistable multivibrator BK1 is sent to the gate circuit T1 fed back, so during the time in which a marker from the MGI transmitter to Detector MDI is on the way, no second marking is made. The marker giver MG1 and the detector MD1 are in the event that the marker has a polarization or Change of polarization is, expediently capacitors, in the event that the marking If there is a change in temperature, the marker MC1 is a heating wire and the detector MD1 a temperature-dependent resistor or a thermocouple.

Die Anordnung nach Figur 1 kann u. U. den Nachteil haben, daß Nullpunkts- und Linearitätsfehler auftreten, da der Beginn der Meßzeit von dem Impuls an den Markierungsgeber MG1 und das Ende der Meßzeit durch den Impuls vom Detektor MD1 bestimmt ist. In der Anordnung nach Figur 2 wird demgegenüber die Länge. der Meßstrecke MS von zwei Detektoren MD2, MD3 bestimmt. Mit TG ist wieder der Takt- geber und mit FT der Frequenzteiler bezeichnet. Die in Figur 1 eingezeichnete Torschaltung T1 und der Impulsformer IF sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.The arrangement according to Figure 1 may have the disadvantage that zero point and linearity errors occur because the start of the measurement time from the pulse to the Marker generator MG1 and the end of the measuring time by the pulse from detector MD1 is determined. In contrast, in the arrangement according to FIG. 2, the length. the test section MS determined by two detectors MD2, MD3. With TG the clock is back giver and FT denotes the frequency divider. The gate circuit shown in FIG T1 and the pulse shaper IF are not shown for the sake of simplicity.

Der Frequenzteiler FT speist daher unmittelbar einen Markierungsgeber MG2, der in einem Rohr RH2 angeordnet ist.The frequency divider FT therefore directly feeds a marker transmitter MG2, which is arranged in a tube RH2.

Die von diesem erzeugte und von der Strömung mitgenommene Markierung wird von dem ersten Markierungsdetektor MD2 festgestellt, an den ein Verstärker V2 angeschlossen ist, der wieder im Falle, daß der Detektor MD2 ein Kondensator ist, einen hochohmigen Eingangswiderstand besitzt. Der von ihm abgegebene Ausgangsimpuls setzt die bistabile Kippstufe BK1, die daraufhin die Torschaltung T2 fUr die Impulse des Taktgebers TG freigibt. Erreicht die Markierung den Detektor MD3, d. h. hat sie die Meßstrecke MS durchlaufen, setzt der Verstärker V3 die Kipp-Stufe BK1 zurück, und die Torschaltung T2 ist gesperrt, so daß in die Rechenschaltung RE eine Impulszahl eingegeben wurde, die der Laufzeit der Markierung durch die Meßstrecke MS proportional ist. Diese Impulszahl wird vom Rechner RE in eine Durchflußmenge umgerechnet und in der Anzeigeeinheit AZ wiedergegeben. Die Markierungsdetektoren MD2, MD3 können wieder Kondensatoren oder temperaturabhängige Widerstände bzw. Thermoelemente sein.The marking created by this and carried along by the current is detected by the first marker detector MD2 to which an amplifier V2 is connected, which again in the event that the detector MD2 is a capacitor is, has a high input resistance. The output pulse it emits sets the bistable multivibrator BK1, which then sets the gate circuit T2 for the pulses of the clock TG releases. If the marking reaches the detector MD3, i. H. Has they pass through the measuring section MS, the amplifier V3 resets the flip-flop BK1, and the gate circuit T2 is blocked, so that in the computing circuit RE a number of pulses was entered, which is proportional to the running time of the marking through the measuring section MS is. This number of pulses is converted into a flow rate by the computer RE and reproduced in the display unit AZ. The marker detectors MD2, MD3 can again capacitors or temperature-dependent resistors or thermocouples.

Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Längs- und einen Querschnitt eines Durchflußmeßaufnehmers. Der Meßaufnehmer verbindet zwei Leitungen L1 und L2. Er besteht im wesentlichen aus einem Rohr mit rechteckförmigem Innenquerschnitt, an dessen Breitseiten jeweils zwei einander gegenüberliegende Belegungen von Kondensatoren C1, C2 angebracht sind, von denen der eine, C1, der Markierungsgeber-Kondensator ist, der bei angelegter Spannung das den Meßaufnehmer durchströmende Medium polarisiert. Der Markierungsdetektor-Kondensator C2 dient zum Nachweis der Polarisation. Das Rohr RH3 besteht aus einem Stoff mit möglichst niedriger Dielektrizitätskonstante. Der in den Figuren 3 und 4 gezeigte Durchflußmeßaufnehmer ist besonders zum Messen kleiner Durchflüsse geeignet.Figures 3 and 4 show a longitudinal and a cross section of a Flow sensor. The sensor connects two lines L1 and L2. He consists essentially of a tube with a rectangular internal cross-section the broadsides of which have two opposing assignments of capacitors C1, C2 are attached, one of which, C1, the marker capacitor which polarizes the medium flowing through the sensor when a voltage is applied. The marker detector capacitor C2 is used to detect the polarization. That Tube RH3 consists of a material with the lowest possible dielectric constant. The one in the The flow sensor shown in Figures 3 and 4 is particular suitable for measuring small flow rates.

Für größere Durchflüsse kann ein Meßaufnehmer verwendet werden, der in den Figuren 5 und 6 im Längs- und Qucrschnitt dargestellt ist. Dieser besteht im wesentlichen aus einem Rohr RH4 mit kreisförmigem Innenquerschnitt.A measuring sensor can be used for larger flow rates is shown in Figures 5 and 6 in longitudinal and transverse section. This exists essentially from a tube RH4 with a circular internal cross-section.

Markierungsgeber und Detektor werden von ringförmigen Kondensatoren C3, C4 gebildet, die Jeweils aus zwei, in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Ringen bestehen. Der Markierungsgeber-Kondensator C3 polarisiert einen Ring des ihn durchströmenden Mediums, der, wenn er den Markierungsdetektor-Kondensator C4 durchwandert, in diesem eine Spannung influenziert, die mittels eines Verstärkers mit hohem Eingangswiderstand verstärkt werden kann.The marker and detector are made of ring-shaped capacitors C3, C4 formed, each of two, arranged one behind the other in the direction of flow Rings exist. The marker capacitor C3 polarizes a ring of the medium flowing through it, which when it reaches the marker detector capacitor C4 wandered through, in this a voltage influenziert, which by means of an amplifier can be amplified with a high input resistance.

In der Anordnung nech Figur 7 ist mit RH5 ein Rohr bezeichnet, in dem ein Markierungsgeber-Kondensator C) und ein Markie~ungsdeteX+er-Kondensator C6 angeordnct ind.In the arrangement according to FIG. 7, RH5 denotes a pipe, in a marker capacitor C) and a marker detector capacitor C6 arranged ind.

An letzteren ist die Gate-Elektrode eines Sperrschicht-Feldeffekttransistors FET angeschlossen, dessen Eingang widerstand z. B. 109 bis 10¹² Ohm beträgt. Mit MOS-Feldeffekttransistoren können noch höhere Eingangswiderstände erreicht werden Die an dessen Arbeitswiderstand R5 abfallende Spannung wird gegebenenfalls über einen Störimpulseunterdrückenden Tiefpaß TP dem invertierenden Eingang eines als Romparator dienenden Verstärkers V3 zugefUhrt. Dessen nicht invertierenden Eingang ist von einem Spannungstcir R3, R4 eine konstante Spannung zugeführt. Bei fehlender Polarisierung des durch den Kondensator C6 strömei:f2 Mediums erhält der Feldeffekttransistor FET die ?anrung Null, und die dem invertierenden Eingang des Verstärkers V3 zugeführte Spannung ist kleiner als die Spannung am nicht invertierenden Eingang. Damit tritt am Ausgang Al eine positive Span- nung auf, die über eine Zenerdiode D und einen Widerstand R1 auf den Kondensator C5 gelangt und doxt eine Polarisierung des Mediums bewirkt. Erreicht die Polarisation den Kondensator C6, erhält der Transistor FET eine negative Spannung, die ihn sperrt, die Spannung am invertierenden Eingang des Verstärkers V3 steigt, und seine Ausgangsspannung wird etwa Null, so daß nunmehr keine Polarisation erfolgt. Dieser Schaltzustand bleibt so lange bestehen, bis der nicht polarisierte Teil des Mediums den Kondensator C6 erreicht. Danach wiederholt sich das Spiel von neuem, wobei am Ausgang Al Impulse entstehen, deren Puls-Pausenverhältnis bei konstantem Durchfluß durch das Rohr RH5 1 : 1 beträgt und deren Frequenz dem Durchfluß proportional ist. Die Zenerdiode D hat die Aufgabe, die am Ausgang A7 auftretende Restspannung von ca. 2 V zu sperren, damit am Kondensator C5 die Spannung Null wird.The gate electrode of a junction field effect transistor is attached to the latter FET connected, whose input resisted z. B. 109 to 1012 ohms. With MOS field effect transistors can achieve even higher input resistances The voltage dropping across its load resistor R5 is possibly over a glitch suppressing low-pass filter TP to the inverting input of one as Romparator serving amplifier V3 supplied. Its non-inverting input a constant voltage is supplied from a voltage circuit R3, R4. If there is no The field effect transistor receives polarization of the medium flowing through the capacitor C6: f2 FET the value zero, and that applied to the inverting input of amplifier V3 Voltage is less than the voltage at the non-inverting input. With it occurs a positive voltage at output Al voltage via a zener diode D and a resistor R1 on the capacitor C5 and doxt a polarization of the medium. When the polarization reaches capacitor C6, the transistor receives FET a negative voltage that blocks it, the voltage at the inverting input of amplifier V3 rises and its output voltage becomes approximately zero, so that now no polarization occurs. This switching state remains until the non-polarized part of the medium reaches the capacitor C6. Then repeated the game starts again, with impulses arising at the output A1, their pulse-pause ratio at a constant flow rate through the pipe RH5 1: 1 and its frequency is dem Flow is proportional. The Zener diode D has the task of producing the output A7 to block any residual voltage of approx. 2 V so that the voltage at capacitor C5 Becomes zero.

Die Empfindlichkeit der Anordnung nach Figur 7 kann dadurch verbessert werden, daß der Kondensator C5 in keiner Phase spannungslos ist, sondern daß er in den beiden Arbeitsphasen entgegengesetzte Spannungen erhält, wodurch das Medium entgegengesetzt polarisiert wird und sich das Vorzeichen der Spannung am Kondensator C6 ändert. Die Amplitude der Spannung am Kondensator C6, an den ein Differenzverstärker mit hohem Eingangswiderstand anzuschließen wäre, könnte dadurch verdoppelt werden.The sensitivity of the arrangement according to FIG. 7 can thereby be improved be that the capacitor C5 is dead in any phase, but that it in the two working phases receives opposite tensions, whereby the medium polarized in the opposite direction and the sign of the voltage on the capacitor C6 changes. The amplitude of the voltage on capacitor C6, to which a differential amplifier would have to be connected with a high input resistance, this could be doubled.

Eine weitere Verbesserung der Anordnung nach Figur 7 wird mit der in Figur 8 schematisch dargestellten Anordnung erreicht, bei der in einem Rohr RH6 vier Kondensatoren C7, C8, C9, C10 untergebracht sind, von denen die Kondensatoren C7, C9 als Markierungsgeber und die Kondensatoren C8, ClO als Markierungsdetektoren denen. Die Abstände MS1, MS2 zwischen den Kondensatoren C7 und C8 bzw.A further improvement of the arrangement according to Figure 7 is with the achieved in Figure 8 arrangement shown schematically, in which in a pipe RH6 four capacitors C7, C8, C9, C10 are housed, of which the capacitors C7, C9 as marker generators and the capacitors C8, ClO as marker detectors those. The distances MS1, MS2 between the capacitors C7 and C8 or

C9 und C1O bilden die Meßstrecken und sollten gleich lang sein. Die eine Belegung der Kondensatoren C8, C10 liegt an Masse, die anderen an den Eingängen eines Differenzverstärkers V4. An dessen Ausgang liegt eine Reihenschaltung aus den Kondensatoren C7 und C9. Selbstverständlich können diese beiden Kondensatoren auch parallel geschaltet sein. Es muß lediglich darauf geachtet werden, daß sie das Medium so polarisieren, daß an den Kondensatoren C8 und C9 zur gleichen Zeit immer entgegengesetzte Spannungen auftreten.C9 and C1O form the measuring sections and should be of the same length be. One assignment of the capacitors C8, C10 is to ground, the other to the inputs a differential amplifier V4. A series connection is available at its output the capacitors C7 and C9. Of course, these two capacitors also be connected in parallel. You just have to make sure that they polarize the medium so that on capacitors C8 and C9 at the same time opposing tensions always occur.

Figur 9 zeigt schließlich eine Anordnung zur DurchfUhrung eines Verfahrens, bei dem die Markierung des Mediums, dessen Durchfluß gemessen werden soll, Wärmeimpulse sind.Finally, FIG. 9 shows an arrangement for carrying out a method, in which the marking of the medium, the flow of which is to be measured, heat pulses are.

Einem Eingang T werden in zeitlich konstanten Abständen Taktimpulse zugefUhrt, die Uber einen Inverter IV1 und einen Spannungsteiler mit den Widerständen R6, R6' auf den Eingang einer aus zwei Transistoren TS1, TSX gebildeten Darlington-Schaltung gelangen, an die ein Hoizelement H, z. B. ein Nickel-Chrom-Draht, angeschlossen ist, der vom Medium umströmt ist. Die erwärmte Zone des Mediums gelangt nach einer der Durchflußgeschwindigkeit entsprechenden Zeit auf einen temperaturabhängigen Widerstand T, der im einen Zweig einer MeßbrUcke liegt. Die Brücke wird über Widerstände R9, R10 aus einer Konstantspannungsquelle US gespeist. Im zweiten BrUckenzweig liegt ein zweiter temperaturabhängiger Widerstand K, der zur Kompensation von Temperaturänderungen des einströmenden Mediums dient. Er ist in den anderen Zweig der Brücke geschaltet, die von weiteren Widerständen R7, Rn und einem Abgleichpotentiometer P ergänzt ist. Den Fußpunkt der Brückenschaltung bildet der Abgriff eines Potentiometers P, so daß im Falle von Änderungen der Umgebungstemperatur sich durch das Potentiometer bedingte Temperaturfehler in etwa kompensieren. Die Spannung über der BrUckendiagonale, die der Temperaturdifferenz des Mediums vor und nach dem Heizelement H entspricht, ist einem Differenzverstärker V4 zugeführt, dessen Ausgangssignal auf einen Inverter IV2 gelangt, der den einen Eingang einer bistabilen Kippstufe BK2 ansteuert, deren anderer Eingang die Taktimpulse T enthält.An input T receives clock pulses at constant intervals Supplied via an inverter IV1 and a voltage divider with the resistors R6, R6 'to the input of a Darlington circuit formed from two transistors TS1, TSX get to which a Hoizelement H, z. B. a nickel-chromium wire connected around which the medium flows. The heated zone of the medium comes after a the time corresponding to the flow rate to a temperature-dependent one Resistance T, which lies in one branch of a measuring bridge. The bridge is made over resistors R9, R10 fed from a constant voltage source US. In the second branch of the bridge lies a second temperature-dependent resistor K, which is used to compensate for temperature changes of the inflowing medium is used. He is switched to the other branch of the bridge, which is supplemented by further resistors R7, Rn and an adjustment potentiometer P. The base of the bridge circuit is the tap of a potentiometer P, see above that in the event of changes in the ambient temperature, the potentiometer approximately compensate for temperature errors. The tension across the bridge diagonal, which corresponds to the temperature difference of the medium before and after the heating element H, is fed to a differential amplifier V4, the output signal of which reaches an inverter IV2, which has one input of a bistable multivibrator BK2 controls whose other input contains the clock pulses T.

Erhält das Heizelement H keinen Strom, herrscht an den temperaturabhängigen Widerständen K, T gleiche Temperatur, die Diagonalspannung der Brücke ist Null und die bistabile Kippstufe BK2 ist so geschaltet, daß am Ausgang A2 "1"-Signal auftritt. Mit der Zufuhr eines Taktimpulses wird das Heizelement H kurzzeitig erhitzt und die Kippstufe BK2 umgeschaltet. Das Signal am Ausgang A2 wird daher 0". Erreicht die erwärmte Zone den tempera--turabhEingigen Widerstand T, gibt der Inverter IV2 einen Umschaltimpuls auf die Kippstufe BK2, so daß deren Aus-,rangssignal wieder "1" wird. Je größer der Durchfluß durch das Rohr 7 ist, um so kürzer ist die Zeit, wolche die erwärmte Zone zum Durchlaufen der zwischen dem Ifeizelement H und dem temperaturabhängigen Widerstand T befindlichen Meßstrecke braucht und damit auch die Zeit, während der die Kippstufe BK2 "O"-Signal abgibt. Mit zunehmendem Durchfluß wird daher auch das Puls-Pausenverhältnis am Ausgang A2 größer, so daß der Mittelwert des Ausgangssignals unmittelbar ein Maß für den Durchfluß ist. Selbstverständlich können auch Impulsdauern digital mit Hilfe von Taktimpulsen ermittelt werden, wie es anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben wurde.If the heating element H receives no electricity, the temperature-dependent ones prevail Resistors K, T same temperature, the diagonal voltage of the bridge is zero and the bistable multivibrator BK2 is connected in such a way that a "1" signal occurs at output A2. With the supply of a clock pulse, the heating element H is briefly heated and the flip-flop BK2 switched. The signal at output A2 is therefore 0 ". Reached the heated zone provides the temperature-dependent resistance T, provided by inverter IV2 a switching pulse to the flip-flop BK2, so that its output, rangssignal again Becomes "1". The greater the flow through the pipe 7, the shorter the time want the heated zone to pass through between the Ifeizelement H and the temperature-dependent resistance T located measuring section needs and thus also the time during which the flip-flop BK2 emits an "O" signal. With increasing flow the pulse-pause ratio at output A2 is therefore greater, so that the mean value the output signal is a direct measure of the flow. Of course Pulse durations can also be determined digitally with the help of clock pulses, such as it has been described with reference to FIGS. 1 and 2.

Anstelle der temperaturabhängigen Widerstände K, T kann auch ein oder mehrere in Reihe geschaltete Thermoelemente verwendet werden, deren Lötstellen vor und hinter dem Heizelement H liegen, so daß sie eine der Temperaturdifferenz entsprechende Spannung abgeben, die mittels eines Differenzverstärkers auf das Überschreiten mit einem vorgegebenen Wert verglichen werden kann.Instead of the temperature-dependent resistances K, T, an or can also be used several thermocouples connected in series are used, their solder joints in front and behind the heating element H, so that they are a temperature difference corresponding Output voltage, which by means of a differential amplifier on the exceeding with can be compared to a predetermined value.

Die Anordnung nach Figur 9 kann dahin abgeändert wcid<n, daß auf die Zufuhr von Taktimpulsen verzichtet wird und infolge Rückkopplung des Ausgangssignals des Verstärkers V4 auf den Transistor TS1 eine selbstschwingendc Betriebsweise entsprechend der der Anordnung nach figur 7 erreicht wird. Das Schaltbild einer solchen Anordnung ist in Figur 10 dargestellt. Die Basis des Transis-tors TS1 liegt am Abgriff eines Spannungsteilers fl11/R12, der vom Verstärker V4 gespeist ist. Die übrigen Bauelementc der Anordnung nach Figur 10 sind nicht bezeichnet, da sie Bauelementen entsprechen, die in der schon beschricbenen Anordnung nach Figur 9 verwendet sind.The arrangement according to FIG. 9 can be modified so that wcid <n that on the supply of clock pulses is dispensed with and as a result of feedback of the output signal of the amplifier V4 to the transistor TS1 corresponding to a self-oscillating mode of operation which the arrangement according to Figure 7 is achieved. The circuit diagram of such an arrangement is shown in FIG. The base of the transistor TS1 is at the tap of a Voltage divider fl11 / R12, which is fed from the amplifier V4. The remaining components c the arrangement according to Figure 10 are not designated because they correspond to components, which are used in the arrangement according to FIG. 9 already described.

Claims

Patent Claims Method for measuring the flow rate of a flowing Medium, in which the flowing medium is marked in pulses and from the duration, in which the marking runs through a measuring section, the flow is determined, d u r c h e k e nn n z e i c h n e t that the flowing medium is used for marking being polarized.

2. Method of measuring the flow rate at which the flowing medium is marked pulsed and from the period of time in which the marking a Measuring section runs through, the flow is determined, d u r c h e k e n n z e i c h e t that the flowing medium is heated for marking.

3. Arrangement for performing the method according to claim 1 with a flow sensor containing a marker and marker detector as well as with a circuit arrangement for determining the running time of the markings through the measuring section, d a -d u r c h g e k e n n n n z e i c h n e t that the marker transmitter (MG) and the marker detector (MD) capacitors (C1, C2; C3, C4) are that of the marker capacitor (C7, C3) from the control circuit polarizing pulses are fed to the flowing medium and that to the marker detector capacitor (C2, C4) an amplifier with high input resistance is connected.

4. Arrangement according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c Note that the flow sensor consists of a tube (RH3) with a rectangular There is an internal cross-section whose aspect ratio is large compared to one, and that the assignments of the capacitors (Ci, C2) on the two broad sides of the are arranged rectangular inner cross-section.

5. Arrangement according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the flow sensor consists of a tube (RH4) with a circular cross-section and the capacitors (C3, C4) each consist of two, one behind the other in the direction of flow arranged, the two capacitor assignments forming rings exist.

6. Arrangement for performing the method according to claim 2, d a it is indicated that the marker is surrounded by the medium flowing through it Heating element (H) is and that the marker receiver is a temperature-dependent resistor (T) or a thermocouple.

7. Arrangement according to one of claims 3 to 6, d a -d u r c h g e it does not indicate that the temperature-dependent resistance (T) in a branch a resistance bridge is that in the flow direction in front of the heating element (H) a second temperature-dependent resistor (K) is arranged in the other branch of the Bridge circuit is connected, and that the diagonal voltage of the bridge circuit is fed to a differential amplifier (V4).

8. The arrangement according to claim 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the two bridge branches (T, R8; K, R7) to the two connections of one Adjusting potentiometer (P), the tap of which is the base of the bridge circuit forms.

9. Arrangement according to claim 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that a thermocouple is used, one of which is soldered in the direction of flow after and whose auxiliary soldering point is in front of the heating element and to which a differential amplifier connected.

10. Arrangement according to one of claims 3 to 9, d a -d u r c h g e it is not indicated that the marker transmitter is at the entrance of the measuring section (MS) (MG1) and at the exit a marker receiver (MD1) is attached and that a timer (BK1, T2, RE) is provided, the duration of the supply of a pulse of the Ansteuerschaltwag (TG, ET, IF) to the marker transmitter (MG1) until the occurrence of the Measures marking on the marking detector (MD1).

11. Arrangement according to one of claims 3 to 9, d a -d u r c h g e It is not indicated that a first marker detector is located at the entrance of the measuring section (MS) (MD2) and at the output a second marker detector (MD3) is attached and that a timer (BK1, T2, RE) is provided which shows the time from the occurrence of the marker measures at the first detector (MD2) until it occurs at the second detector (MD3).

12. The arrangement according to claim 10 or 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the control circuit (TG, FT, T1, IF) the marker transmitter (MG1) supplies pulses whose period duration is constant and greater than the transit time of the markings through the measuring section (MS).

13. Arrangement according to claim 10 or 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the control circuit (V3, R1, R2) of the marker (C5) is controlled by the marker detector (C6, FET), such that ei marker pulses is generated when the tag receiver detects no tag, and that no marker pulse is given if the marker receiver has a marker establishes (Figure 7).

14. The arrangement according to claim 13, d a d u r c h g e -k e n n z e i c n e t that the signal from the marker detector (C6, FET) dem an input of a comparator (V3) is fed, the other input to a Comparison voltage is and at its output the marker (C1) with such Polarity is connected, that when a signal is received that is smaller or

is greater than the equivalent voltage, the encoder (C5) has a mark generated, which causes an input signal of the comparator (V3), which is greater or smaller than the comparison voltage is.

15. The arrangement according to claim 13, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that a capacitor (C8, C10) serving as a marker detector Differential amplifier (V4) is connected, with its output as a marker transmitter Serving capacitor (C7, C9) is connected to such a polarity that it is him medium flowing through in the sense of a change in the output signal of the marker detector polarized.