DE3218600A1

DE3218600A1 - Measuring device for measuring the flow velocity of liquids and gases

Info

Publication number: DE3218600A1
Application number: DE19823218600
Authority: DE
Inventors: Lothar 8504 Stein Haas; Georg 8438 Berg Haubner; Werner 8540 Rednitzhembach Meier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-05-18
Filing date: 1982-05-18
Publication date: 1983-11-24

Abstract

A measuring device (10) for measuring the flow velocity of liquids and gases in a piping system is proposed, which transmits via a thermal transmitter (12) thermal pulses which in the case of a flowing medium are detected by a thermal detector (13) and fed back electrically to the thermal transmitter (12). For this purpose, the thermal transmitter (12) is driven by an astable flip-flop (26) having a low fundamental frequency. Upon the occurrence of a measurement signal at the thermal detector (13), the flip-flop (26) is prematurely reset via a circuit arrangement (17, 23, 24) to the start of a new period. This feedback increases the frequency of the astable flip-flop (26) with increasing flow of velocity, and the signal frequency or the sum of the pulses for a specific time interval is output as the measured value on a display (37). <IMAGE>

Description

Meßvorrichtung zur Erfassung der StrömungsgeschwindigkeitMeasuring device for detecting the flow velocity

von Flüssigkeiten und Gasen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Meßvorrichtung zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten und Gasen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 26 39 729 ist bereits eine derartige Meßvorrichtung bekannt, bei der das Empfangssignal des Wärmefühlers auf eine elektronische Schaltung derart zurückgekoppelt wird, daß mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit auch die Folge der Wärmeimpulse am Geber entsprechend ansteigt. Diese Impulse werden einer Impulszählstufe zugeführt, welche die Durchflußmenge bzw. die Durchflußgeschwindigkeit anzuzeigen vermag. Nachteilig bei dieser Meßvorrichtung ist, daß bei abnehmender Strömungsgeschwindigkeit durch den räumlichen Abstand zwischen dem Geber und dem Wärmefühler die vom Geber an das strömende Medium abgeführten Wärmeimpulse auf dem Weg zum Wärmefühler soweit zerfliessen, daß dort ebenso wie bei stehendem Medium kein Meßsignal mehr auftritt. Über die Rückkopplung kann nunmehr kein weiterer Wärmeimpuls mehr erzeugt werden und die Meßvorrichtung schaltet sich selbsttätig aus. Sie kann erst bei ausreichender Strömungsgeschwindigkeit durch einen erneuten Einschaltvorgang wieder in Betrieb gesetzt werden. Daraus ergibt sich, daß die bekannte Meßvorrichtung nur für ständig strömende Medien mit ausreichender Strömungsgesivindigkeit verwendbar ist.of liquids and gases prior art The invention is based of a measuring device for detecting the flow rate of liquids and gases according to the preamble of the main claim. From DE-OS 26 39 729 is already such a measuring device is known in which the received signal of the heat sensor is fed back to an electronic circuit in such a way that with increasing The flow rate also increases accordingly as the result of the heat pulses at the encoder. These pulses are fed to a pulse counter, which determines the flow rate or able to display the flow rate. A disadvantage of this measuring device is that with decreasing flow velocity by the spatial distance between the sender and the heat sensor the dissipated from the sender to the flowing medium Heat impulses dissolve on the way to the heat sensor so that there, as with the stationary medium, there is no longer a measurement signal. About the feedback no further heat pulse can now be generated and the measuring device switches itself off automatically. You can only with sufficient flow velocity can be put back into operation by switching on again. From this it follows that the known measuring device is only sufficient for constantly flowing media Flussgesivindigkeit can be used.

Mit der vorliegenden Lösung wird eine Meßvorrichtung angestrebt, die sowohl bei stark unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten als auch nach einem vorübergehenden Stillstand des Mediums die Durchflußgeschwindigkeit bzw. die Durchflußmenge durch eine entsprechend veränderliche Frequenz des Meßsignals erfaßt.With the present solution a measuring device is sought which both at very different flow velocities and after one temporary standstill of the medium the flow rate or the flow rate detected by a correspondingly variable frequency of the measurement signal.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäf3e Meßvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber der bekannten Meßvorrichtung den Vorteil, daß die Rückkopplung bei zu geringen Strömungsgeschwindigkeiten oder bei Stillstand der Flüssigkeit bzw. des Gases unwirksam ist, indem die Meßvorrichtung mit einer unteren Grundfrequenz Wärmeimpulse über den Geber an das zu messende Medium abgibt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Grundfrequenz durch eine astabile Kippstufe einzustellen, die dann mit dem Einsetzen der Rückkopplung bei zunehmender Strömungsgeschwindigkeit vorzeitig zurückgesetzt wird. Dazu wird in vorteilhafter Weise das Meßsignal des Wärmefühlers auf den eitkreis der astabilen Kippstufe eingekoppelt.Advantages of the Invention The measuring device according to the invention with the characterizing features of the main claim has compared to the known measuring device the advantage that the feedback at too low flow velocities or at a standstill of the liquid or the gas is ineffective by the measuring device with a lower basic frequency, heat impulses via the transmitter to the medium to be measured gives away. It is particularly advantageous to use an astable frequency to change the base frequency Set the multivibrator, which then increases with the onset of the feedback Flow rate is reset prematurely. To do this, it becomes more advantageous Way, the measurement signal of the heat sensor coupled to the eitkreis of the astable trigger stage.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Schaltungsanordnung des Wärmefühlers einen-Verstärker mit einer nachgeschalteten Inverterstufe umfaßt, dessen Ausgang über eine kathodenseitig mit ihm verbundene Diodenstrecke an einem Zeitkreiskondensator der Kippstufe angeschlossen ist. Dadurch wird beim Auftreten eines Meßsignals die Kippstufe mit einem definierten Signal am Ausgang der Inverterstufe mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit zunehmend früher zurückgesetzt, so daß die Kippfrequenz des astabilen Multivibrators unmittelbar ein Maß für die Durchflußgeschwindigkeit ist.The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments and improvements to the features specified in the main claim are possible. It is particularly advantageous if the circuit arrangement of the heat sensor has an amplifier with a downstream inverter stage, the output of which has a cathode side connected to it diode path connected to a time circuit capacitor of the flip-flop is. As a result, when a measurement signal occurs, the trigger stage is defined with a Signal at the output of the inverter stage increases with increasing flow velocity reset earlier, so that the sweep frequency of the astable multivibrator immediately is a measure of the flow rate.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beshreibung näher erläutert. Es zeigt Figur 1 die erfindungsgemäße Meßvorrichtung und die dazu gehörende Schaltungsanordnung .Figur 2 zeigt das Signal am Eingang eines Inverters der astabilen Kippstufe bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten sowie die Stromimpulse für den Wärmegeber; Figur 3 zeigt ein Flußdiagramm eines Mikroprozessors zur Austastung von Störimpulsen im strömenden Medium und für die Stillsetzung und erneute Aktivierung der Meßvorrichtung in bestimmter zeitlicher Folge; Figur 4 zeigt ein erweitertes Flußdiagramm des Mikroprozessors zur Auswertung der Meßsignale.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows figure 1 the measuring device according to the invention and the associated circuit arrangement .Figur 2 shows the signal at the input of an inverter of the astable multivibrator different flow velocities as well as the current pulses for the heat transmitter; FIG. 3 shows a flow diagram of a microprocessor for blanking interference pulses in the flowing medium and for stopping and reactivating the measuring device in a certain time sequence; Figure 4 shows an expanded flow diagram of the microprocessor for evaluating the measurement signals.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles Die erfindungsgemäß Meßvorrichtung zur Ermittlung der Durchflußmenge in der Kraftstoffleitung eines Kraftfahrzeuges ist in Figur 1 mit 10 bezeichnet. Die Meßvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Leitungsabschnitt 11 mit einem darin angeordneten Wärmegeber 12, einen in Strömungsrichtung des Krartstoffes nachgeordneten Wärmefühler 13 sowie einer daran angeschlossenen Auswerteschaltung 14. Die Strömungsrichtung des Kraftstoffes ist durch die Pfeile 15 angedeutet. Die Auswerteschaltung 14 ist über die Anschlüsse 16 mit dem Bordnetz des nicht dargestellten Kraftfahrzeuges verbunden, wobei der Minus-Anschluß auf Masse liegt. Wärmegeber 12 und Wärmefühler 13 sind mit ihrem einen Anschluß 12a, 13a am Plus-Potential der Versorgungsspannung angeschlossen. Der zweite Anschluß 13b des Wärmefühlers 13 liegt an einem Eingang eines Operationsverstärkers 17 sowie über einen Widerstand 18 auf Masse. Der zweite Eingang des Operationsverstärkers 17 liegt über einen Kondensator 19 an einen Spannungsteiler mit den Widerständen 20 und 21. Dieser Spannungsteiler ist zwischen Masse und dem Plus-Potential der Versorgungsleitung 22 angeschlossen.Description of the exemplary embodiment The measuring device according to the invention for determining the flow rate in the fuel line of a motor vehicle is denoted by 10 in FIG. The measuring device consists essentially of a line section 11 with a heat transmitter 12 arranged therein, one in Direction of flow of the crude material downstream heat sensor 13 and one on it connected evaluation circuit 14. The direction of flow of the fuel is indicated by the arrows 15. The evaluation circuit 14 is via the connections 16 connected to the electrical system of the motor vehicle, not shown, the The minus connection is grounded. Heat transmitter 12 and heat sensor 13 are with their a terminal 12a, 13a connected to the positive potential of the supply voltage. The second connection 13b of the heat sensor 13 is connected to an input of an operational amplifier 17 and a resistor 18 to ground. The second input of the operational amplifier 17 is connected via a capacitor 19 to a voltage divider with the resistors 20 and 21. This voltage divider is between ground and the plus potential of the Supply line 22 connected.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 17 ist mit dem Eingang einer Inverterstufe 23 verbunden. Die Inverterstufe 23 ist über eine kathodenseitig mit ihrem Ausgang verbundene Diode 24 an einem Zeitkreiskondensator 25 einer astabilen Kippstufe 26 angeschlossen.The output of the operational amplifier 17 is connected to the input of a Inverter stage 23 connected. The inverter stage 23 is connected via a cathode side Diode 24 connected to its output at a time circuit capacitor 25 of an astable Trigger stage 26 connected.

Die astabile Kippstufe 26 besteht aus einem Schmitt-Trigger 27, an dessen Eingang der gegen Masse geschaltete Zeitkreiskondensator 25 liegt und dessen invertierter Ausgang über einen Entladewiderstand 28 sowie über einen dazu parallel geschalteten Ladewiderstand 29 auf den Eingang und damit auf den Zeitkreiskondensator 25 zurückgekoppelt ist. Der Ladewiderstand 29 ist dabei mit einer Diode 30 in Reihe geschaltet.The astable flip-flop 26 consists of a Schmitt trigger 27, on whose input is the time circuit capacitor 25 connected to ground and whose inverted output via a discharge resistor 28 and via a parallel thereto switched charging resistor 29 on the entrance and thus on the Time circuit capacitor 25 is fed back. The charging resistor 29 is with it a diode 30 connected in series.

Der invertierte Ausgang des Schmitt-Triggers 27, der zugleich den Ausgang der astabilen Kippstufe 26 bildet, ist über einen Verstärker 31 und einen Widerstand 32 mit der Basis eines Darlington-Transistorschaltelementes 33 verbunden, an dessen Schaltstrecke der zweite Anschluß 12b des Wärmegebers 12 angeschlossen ist. Außerdem ist der Ausgang der astabilen Kippstufe 26 über einen Inverter 34 und einen Widerstand 35 mit einem Mikroprozessor 36 und einer daran angeschlossenen Anzeige 37 verbunden. Die Verstärker 17 und 31, der Mikroprozessor 36, die Anzeige 37 sowie alle Inverter und der Schmitt-Trigger 27 sind außerdem mit der Versorgungsspannung der Auswerteschaltung 14 verbunden.The inverted output of the Schmitt trigger 27, which is also the The output of the astable multivibrator 26 is via an amplifier 31 and a Resistor 32 connected to the base of a Darlington transistor switching element 33, the second connection 12b of the heat transmitter 12 is connected to its switching path is. In addition, the output of the astable multivibrator 26 is via an inverter 34 and a resistor 35 having a microprocessor 36 and one connected thereto Display 37 connected. The amplifiers 17 and 31, the microprocessor 36, the display 37 as well as all inverters and the Schmitt trigger 27 are also connected to the supply voltage the evaluation circuit 14 connected.

Mit Hilfe der Figur 2 soll nun die Wirkungsweise der Meßvorrichtung 10 nach Figur 1 erläutert werden.With the aid of FIG. 2, the mode of operation of the measuring device should now be shown 10 according to FIG. 1 are explained.

Auf den Zeitachsen ti, t2 und t3 ist jeweils der Spannungsverlauf am Zeitkreiskondensator 25 der astabilen Kippstufe 26 bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten des Kraftstoffes im Rohrabschnitt 11 dargestellt.The voltage curve is in each case on the time axes ti, t2 and t3 on the time circuit capacitor 25 of the astable flip-flop 26 at different flow velocities of the fuel in the pipe section 11 is shown.

Auf der Zeitachse t1 ist der Spannungsverlauf am Zeitkreiskondensator 25 aufgetragen, der bei stillstehender Brennkraftmaschine auftritt. In diesem Fall fließt kein Kraftstoff durch den Leitungsabschnitt 11 und die astabile Kippstufe 26 arbeitet mit einer niedrigen Grundfrequenz von etwa 0,5 Hz. Diese Grundschwingung auf der Zeitachse t1 kommt dadurch zustande, daß zunächst der Zeitkreiskondensator 25 entladen ist, daß der Ausgang des Schmitt-Triggers 27 dadurch ein Signal führt und daß der Zeitkreiskondensator 25 vom Ausgang des Schmitt-Triggers 27 über die Diode 30 und den Ladewiderstand 29 aufgeladen wird. Da der Entladewiderstand 28 etwa den zehnfachen Wert des Ladewiderstandes 29 hat, ist er beim Ladevorgang ohne Bedeutung. Sobald der Zeitkreiskondensator 25 die obere Ansprechschwelle des Schmitt-Triggers 27 erreicht, schaltet dieser um, so daß nunmehr der Zeitkreiskondensator 25 über den Entladewiderstand 28 und den nunmehr auf Masse liegenden Ausgang des Schmitt-Triggers 27 langsam wieder entladen wird.The voltage curve at the time circuit capacitor is on the time axis t1 25 applied, which occurs when the internal combustion engine is at a standstill. In this case no fuel flows through the line section 11 and the astable trigger stage 26 works with a low fundamental frequency of about 0.5 Hz. This fundamental oscillation on the time axis t1 comes about in that first the time circuit capacitor 25 is discharged that the output of the Schmitt trigger 27 thereby carries a signal and that the time circuit capacitor 25 from the output of the Schmitt trigger 27 is charged via the diode 30 and the charging resistor 29. Because the discharge resistance 28 has about ten times the value of the charging resistor 29, it is during the charging process irrelevant. As soon as the time circuit capacitor 25 has reached the upper threshold of the Schmitt trigger 27 reached, this switches over, so that now the time circuit capacitor 25 via the discharge resistor 28 and the output of the now grounded Schmitt trigger 27 is slowly discharged again.

Sobald der Kondensator bis auf die untere Ansprechschwelle des Schmitt-Triggers 27 entladen ist, schaltet dieser erneut um. Lade- und Entladevorgang wiederholen sich abwechselnd, wobei am Ausgang des Schmitt-Triggers 27 abwechselnd ein 0- bzw. ein L-Signal auftritt. Dieses Ausgangssignal der astabilen Kippstufe 26 gelangt über den Verstärker 31 und den Widerstand 32 auf die Basis des Transistorschaltelementes 33. Während des Ladevorganges am Zeitkreiskondensator 25 wird dadurch das Transistorschaltelement 33 in den stromleitenden Zustand gesteuert, so daß über den Wärmegeber 12 ein entsprechend der Grundfrequenz des astabilen Multivibrators 26 gepulster Heizstrom I fließen kann. Entsprechend dem auf der Achse a dargestellten heizstrom werden Wärmeimpulse vom Wärmegeber 12 an den Kraftstoff im Leitungsabschnitt 11 abgegeben, die jedoch bei stillstehendem bzw. nahezu stillstehenden Kraftstoff nicht bis zum Wärmefühler 13 gelangen können.As soon as the capacitor down to the lower response threshold of the Schmitt trigger 27 is discharged, it switches over again. Repeat the charging and discharging process alternately, with a 0 or 0 alternating at the output of the Schmitt trigger 27. an L signal occurs. This output signal of the astable multivibrator 26 arrives via the amplifier 31 and the resistor 32 to the base of the transistor switching element 33. During the charging process on the time circuit capacitor 25, the transistor switching element is thereby activated 33 controlled in the conductive state, so that on the heat transmitter 12 a corresponding the basic frequency of the astable multivibrator 26 pulsed heating current I flow can. Heat pulses are generated in accordance with the heating current shown on axis a delivered by the heat transmitter 12 to the fuel in the line section 11, which, however when the fuel is at a standstill or almost at a standstill, not as far as the heat sensor 13 can reach.

Fließt nun der Kraftstoff in Richtung der Pfeile 15 mit mäßiger Strömungsgeschwindigkeit durch den Leitungsabschnitt 11, so werden die vom Wärmefühler 12 abgegebenen Wärmeimpulse zum Wärmefühler 13 transportiert.The fuel now flows in the direction of arrows 15 at a moderate flow rate through the line section 11, the heat sensor 12 emitted Thermal impulses transported to the heat sensor 13.

Der als NTC-Widerstand ausgeführte Wärmefühler 13 ändert dabei seinen Widerstandswert, so daß an dem Eingang des Operationsverstärkers 17 ein entsprechendes Meßsignal auftritt. Der Kondensator 19 soll dabei den Operationsverstärker 17 eingangsseitig gegen Gleichspannungsbelastung schützen. Das Meßsignal wird daher über den Ausgang des Operationsverstärkers 17 auf die Inverterstufe 23 gegeben, dessen Ausgang beim Auftreten eines Meßsignales auf Masse gelegt wird. Die Restspannung am Zeitkreiskondensator 25 wird jetzt - wie auf der Achse +2 dargestellt - über die Diode 24 schlagartig abgeführt. Am Ende des Meßsignals führt der Ausgang der Inverterstufe 23 wieder ein L-Signal, die Diode 24 wird dadurch gesperrt und der Zeitkreiskondensator 25 kann sich nun erneut über den Ladewiderstand 29 aufladen. Das Meßsignal am Wärmefühler 13 ist auf diese Weise mit dem Zeitkreis der astabilen Kippstufe 26 derart zurückgekoppelt, daß es die Kippstufe 26 mit dem Auftreten des Meßsignales auf den Beginn einer neuen Periode vorzeitig zurücksetzt. Die Schwingungen des astabilen Multivibrators 26 werden dadurch verkürzt und die Signalfrequenz wird ausgehend von der Grundfrequenz linear mit der Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs im Leitungsabschnitt 11 zunehmen.The heat sensor 13 designed as an NTC resistor changes its Resistance value, so that at the input of the operational amplifier 17 a corresponding Measurement signal occurs. The capacitor 19 is to the operational amplifier 17 on the input side Protect against direct voltage loads. The measurement signal is therefore via the output of the operational amplifier 17 given to the inverter stage 23, the output of which at Occurrence of a measurement signal is placed on ground. The residual voltage on the timing circuit capacitor 25 is now - as shown on the axis +2 - via the diode 24 suddenly discharged. At the end of the measurement signal, the output of the inverter stage 23 leads again an L signal, the diode 24 is blocked and the timing circuit capacitor 25 can now be charged again via the charging resistor 29. The measurement signal on the heat sensor 13 is in this way fed back to the time circuit of the astable multivibrator 26 in such a way that that it is the flip-flop 26 with the occurrence of the measurement signal at the beginning of a new one Resets the period early. The oscillations of the astable multivibrator 26 are thereby shortened and the signal frequency is based on the basic frequency linearly with the flow velocity of the fuel in the line section 11 gain weight.

Bei hoher Strömungsgeschwindigkeit gelangen die Wärmeimpulse vom Wärmegeber 12 erheblich schneller zum Wärmefühler 13, so daß die astabile Kippstufe 26 bereits kurz nach Beginn des Entladevorgangs am Zeitkreiskondensator 25 durch ein entsprechendes Meßsignal zurückgesetzt wird. Auf der Zeitachse t3 ist der entsprechende Spannungsverlauf am Zeitkreiskondensator 25 dargestellt. Er zeigt deutlich die erhöhte Frequenz des astabilen Multivibrators 26. Auf der Achse i sind die synchron zum Ausgangssignal der Kippstufe 26 auftretenden Stromimpulse I für den Wärmegeber 12 aufgetragen. Eine entsprechende Signalfolge wird auch dem Mikroprozessor 36 zugeführt, der ein frequenzabhängiges Signal auf die Anzeige 37 gibt. Die Anzeige 37 gibt die Durchflußgeschwindigkeit oder die Durchflußmenge pro Zeiteinheit an.At high flow rates, the heat impulses arrive from the heat transmitter 12 much faster to the heat sensor 13, so that the astable trigger stage 26 is already shortly after the start of the discharge process on the time circuit capacitor 25 by a corresponding one Measuring signal is reset. The corresponding voltage curve is on the time axis t3 shown on the time circuit capacitor 25. It clearly shows the increased frequency of the astable multivibrator 26. On the axis i are the synchronous to the output signal of the flip-flop 26 occurring current pulses I for the heat transmitter 12 applied. A corresponding signal sequence is also fed to the microprocessor 36, which gives a frequency-dependent signal to the display 37. The display 37 gives the Flow rate or the flow rate per unit of time.

Um die Meßvorrichtung gegen Störeinflüsse zu schützen, die beispielsweise durch Temperatursprünge im fließendem Kraftstoff auftreten können, ist der Mikroprozessor 36 über eine Leitung 38 mit dem Eingang des Schmitt-Triggers 27 der astabilen Kippstufe 26 derart verbunden, daß er die Kippstufe 26 beim Auftreten einer sprungartigen Frequenzzunahme des Meßsignales am Wärmefühler 13 für eine vorgegebene Zeitspanne anhält. Sobald ein solches Störsignal am Wärmefühler 13 auftritt, wird durch diese Rückkopplung die Frequenz der Kippstufe 26 verdoppelt.To protect the measuring device against interference, for example The microprocessor can cause temperature jumps in the flowing fuel 36 via a line 38 to the input of the Schmitt trigger 27 of the astable multivibrator 26 connected in such a way that the flip-flop 26 when a jump occurs Increase in frequency of the measurement signal at the heat sensor 13 for a predetermined period of time persists. As soon as such an interfering signal occurs on the heat sensor 13, this Feedback doubles the frequency of the flip-flop 26.

Durch ein geeignetes Programm des Mikroprozessors 36 werden solche sprungartige Frequenzzunahmen erfaßt.By a suitable program of the microprocessor 36 such sudden increases in frequency detected.

Außerdem ist es möglich, daß der Mikroprozessor 36 über die Leitung 38 die astabile Kippstufe 26 in bestimmten Zeitabständen für eine vorgegebene Zeitspanne anhält.It is also possible that the microprocessor 36 via the line 38 the astable flip-flop 26 at certain time intervals for a predetermined period of time persists.

Ein entsprechendes Flußdiagramm für den Mikroprozessor 36 zeigt Figur 3 und Figur 4. Während Figur 3 einen Programmabschnitt von I bis II zeigt, ist in Figur 4 das ganze Programm für die Meßwertausgabe und zum kurzzeitigen Anhalten der Kippstufe 26 dargestellt. Dabei soll von einer mittleren Durchflußgeschwindigkeit des Kraftstoffs im Rohrabschnitt 11 der Meßvorrichtung nach Figur 1 ausgegangen werden, bei der die astabile Kippstufe 26 mit einer Frequenz von 6 Hz arbeitet. Dabei summiert der Mikroprozessor 36 jeweils die Ausgangsimpulse der Kippstufe 26 für eine Zeitspanne von 5 sec.A corresponding flow chart for the microprocessor 36 is shown in FIG 3 and FIG. 4. While FIG. 3 shows a program section from I to II, in FIG. 4 shows the entire program for outputting measured values and for brief stopping the flip-flop 26 is shown. It should have an average flow rate of the fuel in the pipe section 11 of the measuring device according to FIG in which the astable multivibrator 26 operates at a frequency of 6 Hz. Included the microprocessor 36 sums the output pulses the flip-flop 26 for a period of 5 sec.

in einem Zähler auf und legt den ermittelten Zählerstand in einem Speicher ab.in a counter and puts the determined counter reading in a Memory.

Im Programmabschnitt nach Figur 3 wird nun in einem ersten Programmschritt 40 der noch gespeicherte, vorletzte bzw. alte Zählerstand Za abgerufen. Im folgenden Programmschritt 41 wird dieser Zählerstand durch die Zahl 5 dividiert. Im nächsten Programmschritt 42 wird der gespeicherte letzte, neuere Zählerstand Zn abgerufen und die Differenz zum alten Zählerstand Za gebildet.In the program section according to FIG. 3, in a first program step 40 the still stored, penultimate or old counter reading Za retrieved. Hereinafter In program step 41, this counter reading is divided by the number 5. In the next In program step 42, the last, newer counter reading Zn stored is called up and the difference to the old counter reading Za is formed.

Im anschließenden Programmschritt 43 wird nun geprüft, ob die im Schritt 42 gebildete Differenz Za-Zn < 5 ist. Sollte hierbei ein Störimpuls wirksam geworden sein, so würde dadurch die Frequenz sprungartig erhöht sein und die Zählerdifferenz aus dem Schritt 42 wäre größer als 5. Die Bedingung nach Programmschritt 43 wäre folglich nicht erfüllt und in einem weiteren Programmschritt 44 wird dann über den Mikroprozessor 36 ein O-Signal für eine 1 sec. auf die Leitung 38 gegeben und damit die astabile Kippstufe 26 für 1 sec. stillgesetzt. Bei einer kontinuierlichen Änderung der Signalfrequenz enstprechend einer kontinuierlichen Änderung der Strömungsgeschwindigkeit wird die Bedingung im Programmschritt 43 erfüllt und im folgenden Programmschritt 45 wird ein Zeitzähler um die Ziffer 1 erhöht, welcher die Programmdurchläufe von 5 sec. zählt. Im folgenden Programmschritt 146 wird nun geprüft, ob die so gemessene Zeit 5 5 sec. ist. Ist diese Bedingung erfüllt, so läuft das Programm weiter. Bei einem Programmzyklus von 40 ms werden pro Sekunde 25 Programmdurchläufe stattfinden und nach 5 sec. wird der Zeitzähler im Programmschritt 45 auf 125 stehen. Beim nachfolgenden Programmdurchlauf erhöht er sich auf 126 und dann ist die Bedingung im Programmschritt 46 nicht mehr erfüllt. In einem folgenden Programmschritt 47 wird nun wie zuvor beschrieben, über die Leitung 31 die Kippstufe 26 für 1 sec. angehalten.In the subsequent program step 43 it is now checked whether the in step 42 is the difference Za-Zn <5. Should a glitch take effect the frequency would be increased suddenly and the counter difference from step 42 would be greater than 5. The condition after program step 43 would be consequently not met and in a further program step 44 the Microprocessor 36 is given an 0 signal for 1 second on line 38 and thus the astable flip-flop 26 stopped for 1 sec. With a continuous change the signal frequency corresponds to a continuous change in the flow velocity the condition is met in program step 43 and in the following program step 45 a time counter is increased by the number 1, which the program runs from 5 sec. Counts. In the following program step 146 it is now checked whether the measured Time is 5 5 sec. If this condition is met, the program continues. at With a program cycle of 40 ms, 25 program runs will take place per second and after 5 seconds the time counter is in the program step 45 on 125 stand. The next time the program is run, it increases to 126 and then the condition in program step 46 is no longer met. In a following program step 47 is now as described above, the flip-flop 26 for 1 second via the line 31. stopped.

Anschließend wird im Programmschritt 48 der Zeit zähler wieder zurückgesetzt, so daß ein erneutes Zeitintervall von 5 sec. beginnt.The time counter is then reset again in program step 48, so that a new time interval of 5 seconds begins.

In dem Auswerteprogramm des Mikroprozessors 36 gemäß Figur 4 ist der Programmabschnitt I bis II für die Unterbrechung der Kippstufe 26 gemäß Figur 3 mit enthalten. Nach dem Start 50 wird im Programmschritt 51 geprüft, ob zur Zeit am Ausgang der Kippstufe 26 ein Impuls vorhanden ist. Ist ein Impuls vorhanden, so wird im Programmschritt 52 der Impulszähler Z um 1 erhöht.In the evaluation program of the microprocessor 36 according to FIG Program sections I to II for the interruption of the flip-flop 26 according to FIG. 3 included. After the start 50, a check is made in program step 51 to determine whether it is currently a pulse is present at the output of flip-flop 26. If there is an impulse, so the pulse counter Z is increased by 1 in program step 52.

Ist kein Impuls vorhanden, so wird der unveränderte Zählerstand Z beibehalten. In einem folgenden Programmschritt 53 werden die Impulse am Zähler Z für 5 sec.If there is no pulse, the unchanged counter reading Z maintained. In a following program step 53, the pulses are sent to the counter Z for 5 sec.

aufsummiert. Dieser Zählerstand wird nun im Programmschrittt 54 in den Speicher als neuer Zählerstand Zn abgespeichert. Es folgt nun der Programmabschnitt 1 bis II gemäß Figur 3 und daran anschließend im Programmschritt 55 wird der neue Zählerstand Zn an die Anzeige 37 abgegeben, wobei der Zählerstand ein Maß für die Durchflußgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge an der Meßvorrichtung nach Figur 1 darstellt. Nach dieser Meßwertausgabe springt das Programm wieder an den Start zurück.summed up. This counter reading is now in program step 54 in the memory is saved as the new counter reading Zn. The program section now follows 1 to II according to Figure 3 and then in program step 55 is the new Counter reading Zn delivered to the display 37, the counter reading being a measure of the Flow rate or flow rate on the measuring device according to FIG. 1 represents. After this measured value output, the program jumps back to the start.

Da sich die Durchflußmenge nur kontinuierlich ändern kann, ändert sich im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 die Frequenz am Ausgang der Kippstufe 26 entsprechend kontinuierlich zwischen der Grundfrequenz von 0,5 Hz bei Stillstand und 10 Kz bei maximaler Durchflußgeschwindigkeit. Durch das Programm des Mikroprozessors ist zugleich sichergestellt, daß die ausbleibenden Impulse während der Stillsetzung der Kippstufe 26 nicht den angezeigten Meßwert beeinflussen, da nur die Impulse gewertet werden, die während der Zeitintervalle von 5 sec., in denen die Kippstufe 26 schwingt vom Zähler Z erfaßt werden. Eine laufende Zeitmessung und Auswertung zwischen zwei Impulsen ist ebenso möglich, wenn das Programm entsprechend gewählt wird.Since the flow rate can only change continuously, changes In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the frequency at the output of the multivibrator 26 correspondingly continuously between the basic frequency of 0.5 Hz at Standstill and 10 Kz at maximum flow rate. Through the program of the microprocessor is also ensured that the missing pulses during the shutdown of the flip-flop 26 does not affect the displayed measured value, since only those impulses are evaluated which occur during the time intervals of 5 sec., in which the flip-flop 26 oscillates to be detected by the counter Z. A running time measurement and evaluation between two impulses is also possible, if the program accordingly is chosen.

Im unteren Meßbereich ist die gemessene Frequenz proportional zur Durchflußgeschwindigkeit, während bei größeren Durchflußgeschwinligkeiten durch eine etwas verzögerte Aufheizung des Mediums am Wärmegeber 12 die Meßkennlinie etwas von der linearen abweicht, was z.B. durch eine entsprechende Eichung der Meßskala an der Anzeige 37 eleminiert wird.In the lower measuring range the measured frequency is proportional to Flow rate, while at greater flow rates through a somewhat delayed heating of the medium at the heat transmitter 12 slightly increases the measurement characteristic deviates from the linear one, which is e.g. due to a corresponding calibration of the measuring scale on the display 37 is eliminated.

Claims

Claims 9 measuring device for detecting the flow velocity of liquids and gases in one pipe system with a heat transmitter in one Line section that emits heat pulses to the flowing medium and with a in the flow direction downstream heat sensor, whose electrical measurement signal at Detection of a heat pulse on the heat transmitter to generate another heat pulse is electrically fed back and in which the frequency of the measurement signal for display the flow velocity and the flow rate is used, characterized in that that the heat generator (12) at the output of an astable trigger stage (26) with lower Fundamental frequency is connected, the heat sensor (13) via a circuit arrangement is connected to the timing circuit (25) of the flip-flop (26) in such a way that when it occurs a measurement signal of the heat sensor (13) the trigger stage (26) to the beginning of a new one Period resets.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the Circuit arrangement of the heat sensor (13) an amplifier (17) with a downstream Inverter stage (23), the output of which is connected to it on the cathode side Diode path (24) connected to a time circuit capacitor (25) of the flip-flop (26) is.

3. Measuring device according to claim 2, characterized in that the Flip-flop (26) consists of a Schmitt trigger (27), at the input of which the opposite Ground-connected time circuit capacitor (25) and its inverted output via a discharge resistor (28) and via a parallel charging resistor (29) with a series connected diode (30) to the timing capacitor at the input (25) is fed back.

4. Measuring device according to claim 3, characterized in that the Output of the Schmitt trigger (27) via an amplifier (31) with a heat transmitter (13) switching transistor switching element (33) and via a further, parallel thereto Inverter (34) with a microprocessor (36) and a display connected to it (37) is connected.

5. Measuring device according to claim 4, characterized in that the Microprocessor (36) is connected to the input of the flip-flop (26) in such a way that he the flip-flop (26) when a sudden frequency increase in the measurement signal occurs lasts for a predetermined period of time.

6. Measuring device according to claim 5, characterized in that the Microprocessor (36) the flip-flop (26) at certain time intervals for a predetermined Period of time. persists.