DE3039144C2

DE3039144C2 - Volumetrischer Drall-Durchflußmesser

Info

Publication number: DE3039144C2
Application number: DE3039144A
Authority: DE
Inventors: Pierre Prof. Calvet; Gil Ching; Philippe Toulose Rolland
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1979-10-18
Filing date: 1980-10-16
Publication date: 1984-10-18
Also published as: US4342232A; IT8025432A0; DE3039144A1; ES495993A0; JPS644607B2; FR2468106B1; GB2062229B; IT1133716B; FR2468106A1; GB2062229A; JPS5666706A; ES8105861A1

Description

2. Durchflußmesser nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (11) in radialer Richtung von einem ringförmigen stromaufwärts gelegenen Beruhigu;.gsraum (14) umgeben ist und sich in axialer Richtung über zwei konvergente Einrichtungen in zwei stromabwärts gelegene Bcruhigungsräume (20) öffnet.

3. Durchflußmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stromaufwärts gelegene Bekennzeichnet, daß der stromaufwärts gelegene Beruhigungsraum (14) mit der Kammer (11) über mindestens einen parallel zur Achse verlaufenden Spalt und Einrichtungen zur Messung der Frequenz der Heizimpulse aufweist.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen volumetrischen Drall-Durchlaufmesser gemäß Oberbegriff des

Anspruchs 1.

Bei einem volumetrischen Drall-Durchflußmesser, wie er z. B. aus der Literaturstelle ASME Paper 65-WA/ FM-6.1966 bekannt ist, wird die Frequenz einer in dem Durchflußmesscr erzeugten Welle gemessen, wobei diese Frequenz im wesentlichen proportional zur Durchfli 3rate ist. Als Meßwandler kommen solche Wandler in Frage, welche zeitliche Veränderungen des Druckes, der Geschwindigkeit oder im Falle einer kompressiblen Flüssigkeit der Temperatur erfassen. Die Unempfindlichkeit dieses bekannten Drall-Durchflußmessers gegen über unstalionären Verhältnissen, insbesondere zufälligen Durchflußschwankungen, und die Linearität der Ansprechcharakteristik, d.h. die Linearität zwischen Mcßsignal und Durchflußrate, sind noch verbesserungswürdig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen einfach aufgebauten volumetrischen Drall-Durchflußmesscr der im Oberbegriff des Anspruch 1 genannten Art zu schaffen, der eine verbesserte lineare Ansprechcharakteristik aufweist und unempfindlich gejo genüber unstationären Verhältnissen, insbesondere zufälligen Durchflußschwankungen ist.

Diese Aufgabe wird bei einem volumetrischen Drall-Durchflußmcsser der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale J₅ des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Dieser einfach aufgebaute erfindungsgemäße Drall-Durchflußmcsscr hat eine sehr gute lineare Ansprechcharaktcristik und ist weitgehend unempfindlich gegenüber unstalionären Verhältnissen, insbesondere zufälligen

einem Gehäuse, das in die Bahn des Strömungsmittel eingefügt ist. dessen Durchflußmenge zu messen ist. und aus einem elektronischen Anbau. Das Gehäuse kann um v, die Kammer einen ringförmigen stromaufwärts gelegenen Beruhigungsraum und zwei stromabwärts gelegene Beruhigungsräumc aufweisen, in welche sich die Kammer axial über zwei konvergente Einrichtungen öffnet. Um den Wirbel in der Kammer auszubilden, steht der

ucSiens einen paiauui /.ui rn-io*- ".ι ι*ι«·*.ιι^ν,.· «_r«.. —

(12) oder Löcher in Ve. bindung steht, der bzw. die «ι Durchflußschwankungen.

das Strömungsmittel in einer im wesentlichen tan- Der Durchmesser besteht vorteilhafter Weise aus

gentialen Richtung ausrichten.

4. Durchflußmesser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Themoelemente von einem axialen zylindrischen isolierenden Körper (21) getragen werden, der über die Kammer hinausragt.

5. Durchflußmesser nach mindestens einem der

Ansprüche 1 bis4.dadurch gekennzeichnet.daß der ~... — _......

Geschwindigkeitsmesser eine Leistungsschaltung so stromaufwärts gelegene Beruh.gungsraum mit der (26) zur Lieferung der elektrischen Heizimpulse für Kammer über mindestens einen parallel zur Achse ver^v ' - ■ — ... . . laufenden Spalt oder Locher in Verbindung, der bzw.

die das Strömungsmittel in einer Richtung mit tangentialer Komponente ausrichten.

Die Thermoelemente werden im allgemeinen von einem axialen zylindrischen isolierenden Körper getragen, der über die Kammer hinausragt und die stromabwärts gelegenen Beruhigungsräumc durchquert. Die jeweiligen Durchmesser de/ Kammer und des axialen Körpers und der Abstand, welcher den Körper von den Thermoelementen trennt, die vorteilhafter Weise von parallel zur Achse verlaufenden Drähten gebildet werden, werden derart gewählt. da(3 sich eine /.umindestens angenäherte Proportionialität /wischen der Durchfluß-

den Thermoelement-Sender (22), eine Analogschaltung (29) zur Erfassung und Verstärkung des vom Thermoelement-Empfänger (23) gelieferten Signals und eine logische Schaltung zur periodischen Steuerung der Leistungsschaltung und zur Messung der Laufzeit als Differenz zwischen dem Steuerzeitpunkt der Leistungsschaltung und dem Erfassungszeitpunkt aufweist.

6. Durchflußmesscr nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsmesser eine Leistungsschaltung zur Lieferung der Heizimpulse für den Thermoelement-Sender (22). eine Schaltung zur Erfassung des vom Thermoelement-Empfänger (23) gelieferten Signals, eine Synchronisationsschaltung zur Steuerung der Leistungsschaltung in Abhängigkeit von jeder Erfassung durch den Thermoelement-Empfänger

55 _h5 menge und der Bestrcchungsgcschw nd.gk u der The, modernen* durch das Strömungsmittel ergibt.

Die Einrichtungen können eine Schaltung ζMevsung des /.e.tiniervalis /«,sehen der Beaufschlagung

ier elektrischen Impulse und der Erfassung durch den rhermoelement-Empfänger aufweisen. In diesem Falle werden die Impulse im allgemeinen mit konstanter Frequenz, bestimmt durch einen Taktgeber, aufgebracht Die Elektronik kann derart ausgeführt sein, daß ein slektrischer Heizimpuls in Abhängigkeil von der Erfassung aufgebracht wird, wobei die Frequenz der Heizimpulse demzufolge proportional zur Drehgeschwindigkeit und daher zur Durchflußmenge ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

Fig 1 eine schematische Darstellung des mechanischen Teils des DurchRußmessers im Schnitt längs einer durch die Drehachse der Kammer zur Ausbildung des Wirbels verlaufenden Ebene,

Fig.2 eine Schnittansicht längs der Linie 11 — 11 der Fig. 1.

F i g. 3 eine elektronische Schaltung, die dem mechanischen Teil, gezeigt in den Fig. 1 und 2, zur Vervollständigung des Durchflußmessers zugeordnet werden kann,

F i g. 4 ein Zeitdiagramm, welches die Fom der Signale zeigt die an den Punkten der in F i g. 3 gezeigten Schaltung auftreten, die durch den Bezugsbuchstaben gekennzeichnet sind, der auf jeder Linie der F i g. 4 wiederholt ist,

Fig.5 eine andere Ausführungsform ähnlich der F i g. 3, und

F i g. 6 ein Zeitdiagramm, ähnlich der F i g. 4. welches die Signale zeigt, die an den Punkten der Schaltung der F i g. 5 auftreten, die durch den Bezugsbuchstaben gekennzeichnet sind, der auf jeder Linie der F i g. 6 wiederhol? ist.

Der schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellte Durchflußmesser weist ein aus mehreren Teilen bestehendes Gehäuse 10 auf, in welchem eine rotationssymmetrische ringförmige Kammer 11 vorgesehen ist deren Seitenwand mit Einrichtungen zur langcntialcn Einführung von Strömungsmittel versehen ist die von einem Einspt.izspalt 12 gebildet werden. Dieser Spalt der durch Löcher zur tangentialen Einspritzung von Strömungsmittel, die regelmäßig um die Achse verteilt sind, ersetzt werden kann, wird von einem stromaufwärts gelegenen Beruhigungsraum 14 versorgt der ebenfalls in der Kammer angeordnet ist. Eine Leitung 15, die das Strömungsmittel fördert, dessen ßj^rchflußleistung gemessen werden soll, mündet in diesen Raum 14.

Die Endwände der Kammer 11 werden von zwei Flanschen 17 gebildet die symmetrisch im Verhältnis zur Mittelebene der Kammer angeordnet sind und jeweils mit einer zentralen Austrittsöffnung 18 versehen sind, dere.) Ränder vorteiihafterweise eine konvergente Einrichtung bilden, wie es in Fig. 1 illustriert ist. Die Flansche 17 begrenzen mit den Stirnseiten 16 des Gehäuses zwei stromabwärts gelegene Beruhigungsräumc 20, die mit einer Leitung 19 zur Abführung des Strömungsmittels verbunden sind. Ein zylindrischer zentraler Körper 21, der koaxial zu den Räumen 20 und zur Kammer 11 angeordnet ist, durchsetzt diese vollkommen. Dieser Körper 21 trägt den Geschwindigkcitsfühler, der von zwei geradlinigen Thermoelementen 22 und 23 gebildet wird, die parallel zur Achse im Absland c vom Körper 21 und im Winkelabstand θ (vergleiche Fig. 2) zueinander angeordnet sind. Diese Thermoelemente 22 und 23 werdt-n im allgemeinen von zwei geradlinigen Thermowiderstandsdrähten gebildet, die jeweils von zwei radialer Metallstiften 24 gelragen werden. Die aus dem Körper 21 und dem Geschwindigkeitsfühler bestehende Gesamtheit wird vorteilhafter Weise unbeweglich montiert Bei einer dargestellten Ausführungsform ist der Körper mit einem Flansch 25 versehen, der in dichter Weise auf einer der Stirnseiten 16 befestigt werden kann. Die Verbindungsdrähte zwischen den Thermoelementen 22 und 23 und den Meßeinrichtungen können im Inneren des Körpers 21 eingelassen werden.

ίο Die axiale Höhe der Kammer 11, der Durchmesser der Ausirittsöffnungen 18, der Durchmesser des Körpers 21, die Länge des Spaltes 12 oder die Anzahl und die Anordnung der Löcher, welche ihn ersetzen, der Abstand c der Thermoelemente 22 und 23 vom zentra-Ιεη Körper 21 werden ausgewählt in Abhängigkeit vom Radius λ der Kammer 11, derart, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Strömungsmittels, das die Thermoelemente 22 und 23 bestreicht, in jedem Augenblick proportional zur gemessenen Durchfluömenge ist. Diese Abmessungen können leicht experimenteil festgelegt werden.

Unter diesen Bedingungen, währc-.d das Strömungsmittel von der Leitung 15 zu der Leitung 19 strömt, baut sich eine Rotationsgrenzschicht, die durch die vom Spalt 12 austretende Bewegungsgröße aufrechterhalten wird, an der Wand auf. Die Strömung in dieser Grenzschicht ist dreidimensional, vorausgesetzt, daß die Stromfäden eine spiralförmige Bewegung vollziehen müssen, um durch die Öffnungen 18 auszutreten. Ein erheblicher Teil der vom Spalt austretenden Durchflußmenge strömt entlang der Seitenwand der Kammer 11 und dann entlang der Flansche 17, bevor er durch die Öffnungen 18 austritt.

Ein anderer Teil der Durchflußmenge wird spiralför- Vy mig zum zentralen Körper 21 bewegt im mittleren Teil einer Strömung mit Drehbewegung, wo Viskosität und Turbulenzen nur schwach vorkommen.

In diesem zentralen Bereich kann man in der Nähe der mittleren Ebene der Kammer 11 die Strömung mit einem Wirbel gleichstellen, in welchem die Umfangsgeschwindigkeit, die nur von schwachen radialen und longicidinalen Geschwindigkeiten begleitet wird, ungefähr umgekehrt proportional zum Abstand von der Drehachse ist.

An der Wand des zentralen Körpers 21 tritt eine spiralförmige, im Verhältnis zur mittleren Ebene symmetrische Grenzschicht auf. Damit die Thermoelemente 22 und 23 von einem Strömungsmittel bestrichen werden, dessen Geschwindigkeit proportional zur Durchflußmenge ist, müssen sie außerhalb der Grenzschicht angeordnet werden, was einen ungefähren Wert von e entspricht.

Wenn die Abmessungen der Kammer und der öffnungen richtig proportioniert sind, weisen die Grenzschichten an der Seitenwand der Kammer 11 und am Körper 21 eine geringe Stärke auf und ist die Umfangsgeschwindigkeit des Strömungsmittels im bereich der Thermoelemente 22 und 23 konstant, wobei diese Thermoelemente in einem Bereich potentieller Strömung aubo ßerhalb der Grer ^schichten angeordnet sind. Durch geeignete Einstellung der Größe des Spaltes oder der Spalte 12 erhält man eine ausreichende Proportionalität zwischen der Bestreichungsgeschwindigkeit und der Durchfiußmcnge des Strömungsmittels für einen grob5 Ben Bereich von Durchflußmengen und Viskositäten.

Der Spalt 12 spifc't offensichtlich eine entscheidende Rolle für das Verhalten der Grenzschicht längs der Seitenwand der Kammer 11. Darüber hinaus verursacht er

eine wirksame Glättung im Hinblick auf Schwankungen mit stromaufwärts gelegenem Ursprung durch die Beschleunigung, welche er der im Raum 14 beruhigten Strömung auferlegt. Die öffnungen 18 spielen eine ähnliche Rolle im Hinblick auf Schwankungen mit stromabwärts gelegenem Ursprung durch die lokale Übergeschwindigkeit, die sie erzeugen.

Die den Thermoelementen 22 und 23 zugeordneten Auswerteeinrichtungen sind vorgesehen, um die Tangentialgeschwindigkeit im Abstand c vom Körper 21 κι durch Thermokonvektion zu berechnen. Die Einrichtungen beaufschlagen den Thermoelement-Sender 22 mil auf dem Joule-Effekt beruhenden periodischen Heizimpulsen. Das rotierende Strömungsmittel transportiert die so erzeugte Wärmeenergie und ein Teil dieser Er.cr- r> gie wird vom Thermoelement-Empfänger 23 aufgenommen, der als Thermometer wirkt. Die Laufzeit, welche die Beaufschlagung des Heizimpulses vom Empfang trennt, liefert eine Anzeige, welche umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit des Strömungsmittel ist.

Die Auswerteeinrichtungen können verschiedene Ausführungsformen annehmen. Bei der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform liefern diese Einrichtungen ein analoges Amplitudensignal, das proportional zur Übergangszeit und daher umgekehrt proportional zur 2Ί Durchflußmenge ist.

Die in Fig.3 gezeigten Einrichtungen haben einen elektronischen Aufbau und weisen folgende Teile auf: Eine Leistungsschaltung zur Lieferung der Heizimpulse für den Thermoelement-Sender 22; eine analoge Schaltung zur Erfassung und Verstärkung des vom Thermoelement-Empfänger 23 gelieferten Signals; logische Schaltungen zur Aneinanderreihung und Synchronisation der Impulse und zur Bestimmung der Übergangszeit der Wärmestöße und ein Anzeigesystem. js

Die Leistungsschaltung 26 kann von einer Darlington-Schaltung gebildet werden, der ein impcdanzanpassungstransistor vorangeht. Sie empfängt an ihrem Eingang Steuerimpulse, welche von der logischen Synchronisationsschaltung kommen, und liefert an ihrem Ausgang Heizimpulse für das Thermoelement 22 von einer Zeitdauer, welche den empfangenen Signalen entspricht. Der Schaltung 26 kann eine Schutzschaltung zugeordnet werden, welche dazu bestimmt ist. eine Bcgcn des Slrörrungsmittcls beruhen) ohne Schwächung übertragen werden. Im Gegensatz hierzu werden die schnellen Schwankungen, die auf den Empfang des Wärmeimpulses durch den Thermoelement-Empfänger 23 zurückzuführen sind, durch das Filter geschwächt. D;is so erzeugte Ungleichgewicht bewirkt ein Kippen des Verglcichcrs40.

Die logischen Schaltungen weisen einen Folge- und Synchronisationsteil auf. Dieser umfaßt einen Taktgeber 32 mit konstanter Frequenz. Die Ausgangssignale des Taktgebers werden unter Zwischenschaltung einer Impulsformerschaltung, die ein Exklusiv-ODER-Glicd 33 und ein UND-Glied 34 aufweist, einer monostabilcn Schaltung 35 zugeführt, deren Zeitdauer im instabilen Zustand die Zeitdauer des Heizimpulses festlegt. Der Ausgang dieser monostabilcn Schaltung ist mit dem Eingang der Lcistungsschaltung 26 verbunden. Eine differenzierende Schaltung 36 ist an ihrem Eingang derart eingefügt, daß die monostabil Schaltung in Abhängigkeit von der Vordcrflanke der Impulse, die vom UND-Glied 34 kommen, kippt. Der Ausgang der Schutzschaltung 27 ist mit dem Eingang zur Nullrückstellung der inonoslabilcn Schallung verbunden.

Der Teil der logischen Schaltungen, der zur Bestimmung der Laufzeit bestimmt ist, weist eine Kippschaltung 37 der Bauart D auf. welche die von der Schaltung 35 kommenden Heizimpulse an ihrem Eingang D und die von der Erfassungsschaltung 29 kommenden Impulse an ihrem Takleingang empfängt. Ein ODER-Glied 39, dessen /weiter Eingang mit dem Ausgang der monostabilcn Schaltung 35 verbunden ist. ist zwischen die Schaltung 29 und den Takteingang der Kippschaltung 37 eingefügt. Dieser Takteingang empfängt einerseits die Erfasstingsimpulsc des Durchgangs von warmem Strömungsmittel, welche von der Schaltung 29 geliefert werden, und andererseits die Steuerimpulse des Heizimpulscs. lim der. Start der Vorrichtung bei Spsr-.nungsanlegung an die Schallung zu gewährleisten, ist der Eingang zur Nullrückstcllung der Kippstellung 37 mit einem Exklusiv-ODER-Glied 44 verbunden, dessen einer Eingang mit der Spannung + ν_Λ beaufschlagt wird. Der Teil der logischen Schaltungen zur Messung der Laufzeit weist darüber hinaus eine Impulsformerschaltung 45 mit einem Exklusiv-ODER-Glicd und einem UND-Glied auf.

Schädigung des Thermoelements 22 durch Überlastung 45 die mit den Ausgängen Q und 0 der Kippschaltung 37 zu verhindern. Die Schutzschaltung 27 weist einen Ver- ' ' ·---- -■ ■ ·

gleicher 28 auf. der an einem Eingang eine Bezugspannung Vo und an einem anderen Eingang die Heizspannung des Thermoelements 22 empfängt. Der mit der verbunden sind. Der Ausgang dieser Impulsformerschaltung 45 ist seinerseits mit dem Anzeigesystem verbunden.

Eine einfache Lösung besteht darin, als Ausgangssilogischen Synch'onisationsschaltung verbundene Ver- so gnal entweder die Signale zu verwenden, die am Ausgleicher 28 unterbricht den Heizimpuls, wenn die Span- gang Q der Kippschaltung 37 auftreten und als Recht-

eckimpulsc ausgebildet sind, deren Dauer gleich der Laufzeit des Wärmeimpulses und demzufolge umge-

__ _{o o} _ kehrt proportional zu der zu messenden Durchflußmen-

eine Weatstone^fsche Brücke auf. die°mit einer stabilisier- 55 ge ist, oder die Ausgangssignale der Impulsformerschalten und geglätteten Spannung +V,, versorgt wird, um tung 45. deren Frequenz umgekehrt proportional zu Störungen zu vermeiden, die vom Stromstoß während dieser Durchflußmenge ist. Das Anzeigesystem kann der Heizung herrühren. In der Praxis, wenn die Thermo- daher sehr einfach sein.

elemente aus gewöhnlichen Drähten bestehen, ist die Bei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform lie-

Ausgangsempfindlichkeit der Brücke in der Größenord- bo fert das Anzeigesystem 46 eine zur Laufzeit proportionale Analogspannung.

nung an den Klemmen des Thermoelementes einen vor bestimmten Wert überschreitet.
Die Erfassungs- und Verstärkungsschaltung 29 weist

nung von mV/°C. Die Brückenspannung wird auf einen Verstärker 49 gegeben, der seinerseits mit einem Vergleicher 40 verbunden ist. Dieser weist ein Widerstand-Kondensator-Netz und einen Verstärker 41 auf. Die Grenzfrequenz des vom Widerstand 42 und vom Kondensator 43 gebildeten Filters wird derart ausgewählt, daß die langsamen Ausgangsspannungsschwankungen der Schaltung 29 (die z. B. auf Temperaturschwankungpg

Das System 46 weist einen analogen Integrator auf. der aus einem Verstärker 47 besteht, der unter Zwischenschaltung eines Widerstandes 48 beaufschlagt und über einen Kondensator 50 kurzgeschlossen ist. Diese Integratorschaltung erzeugt eine lineare Rampe während der Laufzeitdauer, d. h. während der Dauer, in weieher der Feldeffekttransistor 51 durch den Ausgang Q

der Kippschaltung 37 deblockiert ist. Die Nullrückstellung wird mit Hilfe eines Transistors 52 bewirkt, der von dem Ausgangsrechteckimpuls des Gliedes 34 gesteuert wird. Am Ende jeder Messung wird die Rampenspannung bis zur nachfolgenden Messung durch eine Zerhacker-Blockierer-Schaltung gespeichert, die einen Feldeffekttransistor 53, der von der Impulsformcrschaltung 4^e, jesteuert wird, einen Kondensator 54 und einen Ausgangsverstärker 55 aufweist.

Die Funktionsweise der in Fig.3 gezeigten Schaltung ergibt sich aus dem Zeildiagramm a^p.r F i g. 4, in welche jede Linie die Signale zeigt, die an den Punkten der Schaltung der Fig.4 auftreten, die durch den gleichen Buchstaben gekennzeichnet sind.

Bei der abgewandelten Ausführungsform, welche in F i g. 5 gezeigt ist, bei welcher die Bestandteile, welche den bereits beschriebenen entsprechen, die gleichen Bezugsziffern aufweisen, ist der Ausgang der Erfassungs- »p.d Vers'ärkungsschaliiing 29 mit dem Folgeteil der logischen Schaltungen verbunden, derart, daß dem Thermoelement 22 ein neuer Heizimpuls zugeführt wird, wenn der Empfang eines Signals erfolgt ist. Die Folgefrequenz der Heizimpulse ist daher direkt proportional zu der zu messenden Durchflußmenge.

Diese Frequenz ist jedoch durch die thermische Trägheit des Thermoelement-Senders 22 begrenzt, der auf eine Temperatur zurückkehren muß, die in der Nähe der Temperatur des Strömungsmittel liegt, um einen identifizierbaren Wärmeimpuls liefern zu können. Wenn man die zur Zeit verfügbaren Bauelemente verwendet, ist e.« schwierig, ein Folgefrequenz in der Größenordnung von 10 Hertz zu übersteigen.

Eine solche Funktionsweise ist jedoch deshalb interessant, weil sie eine lineare Anzeige in Abhängigkeit von der Durchflußleisiung ermöglicht. Von den möglichen Anwendungsgebieten wird die Verwirklichung eines Verbrauchsmessers für Brennkraftmaschinen erwähnt.

Bei der in Fig.5 dargestellten Ausführungsform findet man ebenfalls eine Erfassungs- und Vcrstärkungsschaltung 29. die mit einem ODER-Glied 56 verbunden ist, dessen anderer Eingang die Heizsteuerimpulsc empfängt, die vom gesteuerten Auslöser 57 geliefert werden, der aus einer monostabilen Schaltung besteht. Das ODER-Glied überträgt die auf dem einen oder anderen seiner Eingänge empfangenen Impulse zum Takteingang Heiner Kippschaltung58der Bauart D.

Der Eingang D der Kippschaltung ist mit dem Ausgang des Auslösers 57 derart verbunden, um bei jedem Beginn des Heizimpulses positioniert zu sein. Ihr Ausgang Q ist mit einer Verzögerungsmultiplikationsschaltung verbunden, welche die Unmöglichkeit der Verlängerung der Laufzeit des Wärmeimpulses berücksichtigt, wobei der Winkelabstand θ zwischen dem Thermoelement-Sender 22 und dem Thermoelement-Empfänger 23 nicht übermäßig vergrößert werden kann. Dieser Verzögerungsmultiplikator weist einen Kondensator auf, der mit einer Schaltung verbunden ist, die ihn während der Übergangszeitdauer des Wärmeimpulses linear auflädt. Diese Schaltung weist einen Widerstand 61 und einen Transistor 62 auf, der während der Zeitdauer des am Ausgang Q der Kippschaltung 58 auftretenden Rechteckimpulses deblockiert ist Der Ausgang des Verzögerungsmultiplikators ist mit einem Vergleicher 63 verbunden, in welchem die Ladungsspannung des Kondensators 60 mit einer Bezugsspannung V,, vergli-• chen wird. Die Ausgangsspannung des Vergleichen wird einem ODER-Glied 64 zugeführt dessen anderer Eingang mit dem Ausgang Q der Kippschaltung 58 verbunden ist. Die Ausgangsimpulse des ODER-Glieder 64 werden unter Zwischenschaltung eines Kondensators 65 einem UND-Glied 66 zugeführt. Der zweite Eingang dieses Gliedes ist mil dem Ausgang (feiner monostabilen Schaltung 67 verbunden, deren Positionierungseingang die von der Schaltung 29 gelieferten Erfassungsimpulse empfängt. Ein ODER-Glied 68 steuert die Einstellung der monostabilcn Schaltung 57 entweder in Abhänlu gigkeit von den Ausgangsimpulsen des Gliedes 66 (wenn der Verzögerungsmultiplikator einen Impuls sendet, während die monostabile Schaltung 67 positioniert wird) oder in Abhängigkeit von den vom UND-Glied 69 kommenden Impulsen (auf Intervention einer Start· schaltung 70, während die monostabile Schaltung auf Null zurückgestellt wird).

Die an verschiedenen Punkten der Schaltung der Fig.5 auftreienden Signale sind in Fig. 6 dargestellt. Die Startschaltung 70 sendet z. B. Impulse mit einer Periodizität von einigen Sekunden, z. B. drei Sekunden aus. Bei jedem Erfassungsimpuls (Linie Abkehrt der Eingang Q der Kippschaltung 58 auf Null zurück (Linie P) und wird die Ladung des Kondensators 60 beendet (Linie R). Der Kondensator entlädt sich in einer quasilinearen Weise, nachdem er in linearer Weise geladen worden ist, bis zu dem Augenblick, in welchem der Vergleicher 63 kippt (Punkt 72), wodurch die monostabile Schaltung in den instabilen Zustand versetzt und das Auftreten eines Heizimpulses (Linie T) verursacht wird. Die Ausgangsjo frequenz, welche nur schwer 10 Hertz übersteigen kann, die Zeitdauer der monostabilen Schaltung 57 im instabilen Zustand und demzufolge die Breite der Heizimpulse (Linie T) betragen im allgemeinen einige Millisekunden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

ίο Patentansprüche:

1. VolurtTietrischer Drall- Durchflußmesser mit einer um eine Achse drehsymmetrischen Kammer, die an ihrem Umfang mit Einführungseinrichtungen für das Strömungsmittel und in ihrer Mitte mit Einrichtungen zum axialen Austritt des Strömungsmittels versehen ist, die so angeordnet sind, daß ein Wirbel erzeugt wird, und mit einem Geschwindigkeitsmesser mit einem Thermoelement-Empfänger, der in einem Bereich angeordnet ist, in welchem die Umfangsgeschwindigkeit des Wirbels im wesentlichen proportional zur Durchflußmengs ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkehsmesser mindestens einen Thermoelement-Sender (22), der winkelmäßig zu dem Thermoelement-Empfänger (23) um die Achse versetzt angeordnet ist, Einrichtungen (26) zum Beaufschlagen des Thermoelement-Sendirs mit kurzen elektrischen Heizimpuisen, Einrichtungen (29) zum Erfassen des !r.berührungkommens des durch den Impuls aufgeheizten Strömungsmittels mit dem Thermoelement-Empfänger und Einrichtungen (37,45,46) zum Messen einer Größe, welche mit der Laufzeit der Wärmestöße zwischen den Thermoelementen in Beziehung steht, aufweist.