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Verfahren zur Wärmetransportüberwachung mehrerer Wärme-
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durchfluß stellen und Vorrichtung zur Bestimmung der Strömungskraft
und Temperatur eines strömenden Fluids.
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=~========================================= = = = Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmevertransportübe rwachung mehrerer
Wärmedurchflußstellen.
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Es werden derzeit erheblich Anstrengungen unternommen, um den Wärmeverbrauch
einzelner Verbraucher bis zu dem Verbrauch pro einzelnem Heizkörper hin genau zu
erfassen und auf diese Weise verrechnen zu können. Zur Durchführung von Wärmemengenmessung
und Verrechnung sind im wesentlichen von Wärmemengenmeßgeräte und Heizkostenverteilgeräte
erforderlich, wobei den Wärmemengenmeßgeräten auch Brauchwarmwassermeßgeräte zuzuordnen
sind. Die von diesen Geräten gelieferten Daten können Auswertungssystemen zugeleitet
werden, die auch zentral für eine Vielzahl von Wärmeverbrauchsstellen vorgesehen
sein können.
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Bekannte Wärmemengenmeßgeräte weisen sowohl bei der Erfassung des
Massenstroms des Wärmeträgermediums oder Fluids wie auch bei der Parameterbestimmung
zwecks Definition des Wärmeinhalts des Fluids eine sehr große Vielfalt auf. Bekannt
ist beispielsweise der Einsatz von
Ultraschall zur Erfassung der
Durchflußgeschwindigkeit des Mediums und dessen Temperaturmessung im Vor- und Rücklaufstrom
mittels in Hülsen untergebrachter elektrischer Elemente, wie Widerstandsthermometer
oder Thermoelemente. Die an den Wärmemengenmeßgeräten oder separat vorgesehenen
Integrationseinheiten zählen erst nach Überschreiten gewisser Schwellwerte. Grundsätzlich
erhält man mit diesen bekannten Einrichtungen aber eine relativ gute Meßgenauigkeit
bei Vorliegen einheitlicher Einsatzbedingungen. Die Gestehungskosten pro Wärmemeßgerät
sind jedoch vergleichsweise hoch. Der Anschluß an ein zentrales Auswertegerät ist
möglich. Aufgrund der vergleichsweise hohen Gestehungskosten pro Wärmemengenmeßgerät
sind die Kosten eines Systems ebenfalls hoch. Ein nachträglicher Einbau in bestehende
Heizungssysteme ist wegen der erforderlichen Montagearbeiten an den Leitungsrohren
erschwert. Eine multivalente Wärmeversorgung kann nur durch einen Mischpreis berücksichtigt
werden. Der echt verursachte Wärmeverbrauch ist nicht erfaßbar, so daß es zu einer
ungenauen Zuordnung der Wärmeverbrauchskosten auf die einzelnen Verbraucher, z.B.
Mieter eines Wohnhauses, kommt.
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Bei den Heizkostenverteilgeräten besteht das Ziel darin, die Wärmeverbrauchsverhältnisse
einzelner Abnehmer untereinander zu erfassen und zu verrechnen. Diese Geräte zeichnen
sich durch vergleichsweise niedrige Gestehungskosten sowie gute örtliche Kundeninformation
aus. Letzteres deshalb, weil der Benutzer den Wärmeverbrauch in etwa z. B. am Stand
der in einem Glasröhrchen verdunstenden Indikatorflüssigkeit laufend verfolgen kann.
Nachträglicher Einbau ist vergleichsweise einfach. Die Nachteile dieser Geräte bestehen
darin, daß die Verteilgeräte jeweils dem vorliegenden Radiatortyp und seiner Einbauart
entsprechend angepaßt werden müssen. Bei dieser Anpassung sind bis zu etwa 30.000
verschiedene Situationen zu unterscheiden.
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Weiterhin ist mindestens eine jährliche Inspektion und Kontrolle der
Heizkostenverteilgeräte erforderlich. Die Geräte müssen also zur Inspektion und
zum Ablesen zugänglich sein. Der prinzipielle Nachteil dieser Geräte besteht darin,
daß es nicht möglich ist, den Wärmeaustausch zwischen einzelnen Räumen, Wohnungen
oder ähnlichen Einheiten zu berücksichtigen. Es kommt somit regelmäßig zur Benachteiligung
der einen oder anderen Partei, wenn z.B. eine Wohnung durch Abstellen einzelner
oder sämtlicher Heizkörper unterbeheizt wird und dann ein verstärkter Wärmestrom
von den umliegenden Wohnungen in die unterbeheizte Wohnung einsetzt.
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Brauchwarmwassermeßgeräte basieren überwiegend auf mechanischen und
elektromechanischen Zählern. Die Wassermengen werden mit der Differenz von gemessener
Durchflußtemperatur zu einem Bezugswert, im allgemeinen 15 OC multipliziert, und
auf diese Weise der Wärmemengenverbrauch angezeigt. Häufige Ausfälle durch Verkalkung
und Verunreinigungen dieser Geräte sind bekannt,was zu ebenso häufigem Austausch
und Reinigung führt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem in preiswerter Weise
eine exakte Erfassung und Zuordnung des momentanen Wärmeverbrauchs einzelner oder
mehrerer Wärmeverbrauchsstellen möglich ist, so daß bei der Zuordnung der Kosten
auch der Einfluß fremder Energiequellen, wie z. B. Einfluß der Sonnenenergie und
Energiezufuhr aus angrenzenden Räumen, unterschiedliche Energiepreise, usw. berücksichtigt
werden können.
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Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an jeder
Wärmeverbrauchsstelle die ein- und ausgehenden Wärmeleistungen fortlaufend in Zeitintervallen
gemessen
und mit dem jeweiligen Zeitintervall multipliziert sowie
registriert und/oder weiterverarbeitet werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also der Energietransport
in und aus jeder Verbrauchsstelle fortlaufend in kurzen Zeitintervallen von etwa
5 Sekunden bis 1 Stunde unterteilt und erfaßt. Die so gewonnenen Daten stehen dann
für eine Weiterverarbeitung zur Verfügung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet die Möglichkeit, den Wärmeverbrauch
in Ein- und Mehrfamilienwohnhäusern sowie industriellen Prozessanlagen zu bestimmen
und darüber hinaus die erfaßten Werte als Führungsgrößen für ein umfassendes Energiemanagement
heranzuziehen.
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Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, daß diese zeitspezifisch erfaßten
Wärmemengen mit betriebscharakteristischen Faktoren für multivalente Wärmeversorgung,
Betriebskosten, Wärmeaustausch zwischen verschiedenen Verbrauchern, unterschiedlichen
Energiepreisen oder dgl.
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über eine gewisse Zeitspanne multipliziert werden.
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Bei multivalenter Wärmeversorgung kann somit beispielsweise die Wärmebereitstellung
durch Wärmepumpe, Heizkessel, Sonnenkollektoren oder Wärmespeicher berücksichtigt
werden und zwar im Ergebnis die unterschiedlichen Wärmepreise dieser Systeme. Da
die Wärmeverbräuche erfindungsgemäß in kurzen Intervallen gemessen werden, ist es
auch möglich diesen jeweiligen Intervallen die unterschiedlichen Wärmepreise zuzuordnen.
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Weiterhin kann bei unterschiedlichem Heizungsverhalten mehrerer Verbraucher,
beispielsweise Wohnungseigentümer der Wärmeübergang (Wärmeklau) zwischen benachbarten
Einheiten oder Wohnungen in der Heizkostenabrechnung berücksichtigt werden.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die mit den
betriebscharakteristischen Faktoren multiplizierten Wärmemengen in vorgebbaren variablen
Gruppen z.
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B. nach Wohnungseinheiten, und/oder zeitlich aufsummiert sowie nach
Bedarf abgerufen werden.
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Unabhängig von der Verrohrung der Wärmeverbraucher ist es möglich,
verschiedene Verbrauchsstellen zu beliebigen Abrechnungseinheiten zu gruppieren
und danach abzurechnen.
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Dies kann auch über unterschiedliche Zeiträume hinweg erfolgen.
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Die Erfindung schafft weiterhin die Möglichkeit Manipulationen vorzubeugen
sowie Ausfälle einzelner Erfassungsgeräte festzustellen. Dies geschieht nach der
Erfindung dadurch, daß die nach dem Einregeln eines Wärmetransportsystems jeweils
vorliegenden Wärmedurchflüsse untereinander und mit Normwerten verglichen und zur
Optimierung des Betriebes des Wärmetransportsystems verwendet werden.
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Gemäß der Erfindung werden zur Bestimmung der Wärmeleistungen eine
Funktion der Strömungskraft und/oder eine Funktion der Temperatur eines Wärmeträgermediums
an einer jeden Wärmedurchflußstelle gemssen wird und aus den so erhaltenen Werten
zusammen mit Werten gespeicherter Eichkurven und der der jeweiligen Temperatur zugehörigen
Dichte und spezifischen Wärme des Wärmeträgermediums die Wärmeleistungen errechnet
werden. Für diese Messung können baugleiche Sensoren sowohl für Vor- als auch Rücklauf
Verwendung finden die in die jeweilige Verbrauchsstelle eingehende sowie aus dieser
austretende Wärmemenge getrennt erfassen. Auch die Brauchwarmwasserleistung ist
mit einem baugleichen Sensor bestimmbar,wobei hier der Kaltwasserzulauf zur Heizungsanlage
wie der Rücklauf bei einem Heizkörper gewertet wird. Das ausströmende Brauch-
wasser
entspricht in diesem Fall dem Vorlauf. Die getrennte Erfassung der Wärmemengen von
Vor- und Rücklauf gestattet es, die Temperaturabhängigkeit der physikalischen Daten
des Wärmeträgermediums, wie spezifische Wärme oder spezifische Dichte, zu berücksichtigen.
In der Wärmebilanz ist man somit nicht mehr auf eine approximative Mittelwertbildung
angewiesen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich schließlich noch dadurch
aus, daß die Verarbeitung der gewonnenen Meßwerte in einer Zentraleinheit vorgenommen
wird. Hierdurch ist es möglich mit vergleichsweise preiswerten Sensoren die einzelnen
Wärmeverbrauchsstellen in der angegebenen Weise zu überwachen und die dann notwendigen
fortgeschrittenen Auswertemethoden wie auf Mikroprozessor gestützte Eichkurvenauswertung
dadurch preisgünstig zu realisieren, daß die dafür erforderlichen Vorrichtungen
nur einmal für alle Erfassungsgeräte gemeinsam in einer Zentraleinheit installiert
sind. Damit ist es auch nicht mehr erforderlich, zur Ablesung einzelne Wohnungen
oder Räume betreten zu müssen. Die Ablesung erfolgt an der Zentraleinheit, die leicht
zugänglich z. B. in einem besonderen Raum eines Gebäudes untergebracht werden kann.
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Die Erfindung ist gleichfalls auf eine Vorrichtung zur Bestimung von
Strömungskraft und Temperatur eines strömenden Fluides gerichtet, die dann auch
in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Einsatz finden kann.
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Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet daß in dem Fluid ein
elastisch verformbarer Körper angeordnet ist, auf dessen Vorder- und Rückseite jeweils
eine Laufstrecke für akustische Oberflächenwellen vorgesehen ist, und daß zur Messung
der Kraft die Differenz der Längenänderung von Vorder- und Rückseite und zur Messung
der Temperatur die Summe der Längenänderung von Vorder- und Rückseite
meßbar
ist. Ein solcher Sensor ist vergleichsweise raumsparend und preiswert herzustellen.
Er ist somit auch in Heizungsrohre vergleichsweise geringen Querschnitts einbaubar
um dort die gewünschten Daten aufzunehmen. Diese werden dann in der oben behandelten
Weise vorzugsweise an eine Zentraleinheit zur weiteren Auswertung weitergeleitet.
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Eine alternative Vorrichtung zur Bestimmung von Kraft und/oder Temperatur
eines strömenden Mediums zeichnet sich dadurch aus, daß in dem Fluid ein elastisch
verformbarer Körper angeordnet ist, an dem ein optischer Wellenleiter vorgesehen
ist, der bei ruhendem Fluid über eine vergleichsweise kurze Unterbrechung in zwei
Wellenleiter symmetrisch einstrahlt, wobei die Wellenleiter so angeordnet sind,
daß bei einer Biegung des Körpers ein Versatz zwischen dem einen und den beiden
anschließenden Wellenleitern stattfindet und daß zur Messung der Temperatur ein
weiteres, gleichartiges optisches Wellenleitersystem so angeordnet ist, daß durch
die Krafteinwirkung kein Versatz eintritt, während eine Temperaturänderung einen
solchen Versatz bewirkt und daß jeweils die Quotienten der Lichtleistungen der jeweils
beiden ausgehenden Wellenleiter bestimmbar sind.
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Durch die Quotientenbildung der Lichtleistungen der beiden ausgehenden
Wellenleiter werden die Messungen unabhängig von Schwankungen der Leistungen der
Lichtquelle, wie sie beispielsweise durch Alterung verursacht werden können. Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer solchen Vorrichtung unter Verwendung von optischen
Wellenleitern zeichnet sich dadurch aus, daß im Körper eine erste Ausnehmung vorgesehen
ist, in der die ersten beiden symmetrischen Wellenleiter relativ zu dem ersten einstrahlenden
Wellenleiter bei einer Biegung des Körpers aus-
lenkbar sind, und
daß eine zweite Ausnehmung vorhanden ist, in der die zweiten beiden symmetrischen
Wellenleiter temperaturbedingt relativ gegenüber dem zweiten einstrahlenden Wellenleiter
auslenkbar sind.
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Zur Gewährleistung einer einfachen Austauschbarkeit des Sensorelementes
und zu seinem Schutz gegenüber dem Fluid empfiehlt es sich nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung, daß der elastisch verformbare Körper kraft- und/ oder temperaturübertragend
von einem Schutzgehäuse umgeben ist.
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Zur Anpassung der Empfindlichkeit des elastisch verformbaren Körpers
an den jeweiligen Massenstrom und an das Fluid selbst ist gemäß der Erfindung weiterhin
vorgesehen, daß das Schutzgehäuse einen Adaptivkörper aufweist.
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Schließlich ist gemäß der Erfindung noch vorgesehen, daß der Körper
mit Spiel und wärmeleitend zum Fluid in dem Schutzgehäuse vorgesehen ist und daß
die Aus lenkung des Adaptivkörpers auf den Körper übertragbar ist. Auf diese Weise
ist auch die Messung in Systemen mit vergleichsweise hohem statischen Druck möglich.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung sowie anhand der schematischen Zeichnung. Hierbei
zeigen: Fig. 1 die grundsätzliche Anordnung von Erfassungsgeräten an einem Hausheizungssystem
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 ein an
einem von einem Wärmeträgermedium durchströmtem Heizungsrohr angeordnetes Erfassungsgerät
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Bestimmung von Strömungskraft
und Temperatur und Fig. 3 eine Stirnansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Sensors zur Erfassung von Meßwerten in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV - IV der Fig. 3; Fig. 5 die Vorverarbeitung
von Meßwerten oder Signalen die mit dem Sensor gemäß Fig. 3 und 4 gewonnen wurden
in Form eines Blockschaltbildes; Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines Sensors
zur Erfassung von Meßwerten in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren; Fig.
7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6; Fig. 8 die Vorverarbeitung von
Meßwerten oder Signa len, die mit dem Sensor gemäß Fig. 6 und 7 gewonnen werden
in Form eines Blockschaltbildes: Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Auswertegerätes
für die erfindungsgemäße Weiterverarbeitung der mit den Erfassungsgeräten gewonnenen
Signale ggf. zusammen mit weiteren zuzuführenden Signalen.
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Gemäß Fig. 1 sind sämtlich Wärmeverbraucher eines Gebäudes, beispielsweise
die Heizkörper 1 sowie die Warmwasserentnahmestellen 8, mit Erfassungsgeräten 2,
ver-
sehen. Im vorliegenden Fall ist ein Erfassungsgerät 2 im Vorlauf
des Heizkörpers 1, ein weiteres Erfassungsgerät 2 in dessen Rücklauf angeordnet,
ein drittes Erfassungsgerät 2 an der Warmwasserentnahmestelle 8. Diese Erfassungsgeräte
2 sind in der Regel baugleich, was aus Kostengründen zu bevorzugen ist.
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Mit jedem Erfassungsgerät wird die Strömungskraft und die Temperatur
des an der jeweiligen Meßstelle strömenden Wärmeträgermediums oder Fluids, in der
Regel Wasser, in vergleichsweise kurzen Zeitabständen von etwa 5 Sekunden bis 1
Stunde gemessen und über Leitungen 10 an ein Auswertegerät, vgl. Fig. 9, zur Weiterverarbeitung
geleitet. Die Zeitabstände oder Intervalle sind in der Regel nach einer einmaligen
Festlegung gleich groß. Sie können in bekannter Weise von dem Auswertegerät erzeugt
werden.
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Die Wirkungsweise eines solchen Erfassungsgerätes 2 wird in Verbindung
mit Fig. 2 näher erläutert.
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Gemäß Fig. 2 ist ein Erfassungsgerät 2 an einer Rohrleitung 16 vorgesehen,
in der das Wärmeträgermedium strömt.
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Das Erfassungsgerät 2 weist einen Sensor 18 auf, der in einer Hülse
oder einem Schutzgehäuse 20 vorgesehen ist, die ihrerseits in einer Ausnehmung 22
der Rohrleitung 16 vorgesehen ist. Der Sensor 18 ist fest in der Hülse 20 angeordnet
und zu diesem Zwecke im Bereich des Kopfes 24 sowie des Fußes 26 befestigt. Am Fuße
der Hülse 20 tritt der Sensor aus letzterer aus und ist dort mit elektrischen oder
optischen Leitungen 28 verbunden, die ihrerseits mit elektronischen Bauteilen verbunden
sind, welche auf einer Platine 30 vorhanden sind. Die elektronischen Bauteile der
Platine 30 sind über die Leitung 10 an das Auswertegerät angeschlossen.
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Die Hülse 20 des Sensors 18 weist weiterhin einen Adaptivkörper 32,
beispielsweise eine Stauscheibe, auf. Die in der Rohrleitung 16 herrschende Strömung
beaufschlagt auf diese Weise den Sensor 18 mit einer Kraft, da dieser, wie erwähnt,
mit der Hülse 20 fest verbunden ist. Wie unten in Verbindung mit den weiteren Fig.
noch erläutert wird, ist der Sensor 18 imstande, aufgrund seiner Auslenkung diese
Kraft und aufgrund seines guten wärmeleitenden Kontaktes über Kopf 24 und Fuß 26
mit der Hülse 20 die Temperatur der Strömung zu messen.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen eine mögliche Ausführungsform des Sensors
18, wie er in Verbindung mit der Fig. 2 erwähnt wurde. Er besteht aus einer Grundplatte
oder einem Körper 34, der auf jeder Stirnseite mit je einer durchgehenden Ausnehmung
36 versehen ist. Die Ausnehmungen 36 dienen zur Aufnahme je einer Laufstrecke 38
für akustische Oberflächenwellen. Diese Laufstrecke besteht beispielsweise aus zwei
Interdigitalwandlern 40 für Anregung und Empfang dieser Oberflächenwellen und einer
ebenfalls in den Ausnehmungen 36 angeordneten, vorzugweise aufgedampften piezoelektrischen
Schicht 42. Diese Schicht 42 besteht beispielsweise aus Cadmiumsulfid. Die Interdigitalwandler
40 sind über ebenfalls vorzugsweise aufgedampften Leitungen 44 mit Kontakten 46
im Bereich des Fußes 26 der Hülse 20 verbunden, an denen ebenfalls die Leitungen
28 angeordnet sind. Die Funktion des Sensors 18 ist in Verbindung mit der Fig. 5
näher erläutert.
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Da die in Verbindung mit der Fig. 3 beschriebene Ausbildung des Sensors
18 auf der Vorder- und Rückseite der Grundplatte 34 vorgesehen ist, ist in Fig.
5 diese Vorder- und Rückseite jeweils gesondert dargestellt.
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Der Sensor 18 ist, wie erwähnt, über die Leitungen 28 mit elektronische
Bauteilen verbunden, die gemäß Fig. 2 auf der Platine 30 angeordnet sind. Im Schaltungselement
48 wird eine von der monentanen Länge der Laufstrecke 38 der Oberflächenwellen auf
der Vorderseite des Sensors abhängige Frequenz gebildet; desgleichen im Schaltungselement
50 für die Rückseite des Sensors 18. In dem Schaltungselement 52 wird die Differenz
der Frequenzen von Vorder- und Rückseite gebildet und damit ein Maß für die Biegung
des Sensor gewonnen, die auf Grund der auf den Adaptivkörper 32 auftreffenden Strömungskraft
eintritt.
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Die Temperaturbestimmung erfolgt, indem mit dem Schaltungselement
54 die Summe der Frequenzen der Laufstrecken auf Vorder- und Rückseite gebildet
werden und damit ein Maß für die thermische Ausdehnung des Sensors 18 gewonnen wird.
Die Summen bzw. Differenzen der Frequenzen werden in Frequenzzählern 56 gezählt
und als digitale Signale über die Leitungen 10 an das Auswertegerät gegeben.
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In den Fig. 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform eines Sensors
18 beschrieben, der ebenfalls einen Körper oder eine Grundplatte 34 aufweist. In
der Fig. 2 ist im übrigen die Grundplatte 34 in einem Längsschnitt gezeigt. Diese
Grundplatte 34 gemäß Fig. 6 weist zwei Ausnehmungen 56 und 58 auf, die die Grundplatte
34 vollständig durchsetzen. In der Ausnehmung 56 sind zwei ungleich lange Zungen
60, 61 vorgesehen. Auf der Zunge 60 ist auf der Vorder- und Rückseite jeweils ein
optischer Wellenleiter 62, 63 vorgesehen, die so vergleichsweise eng zueinander
angeordnet sind, daß ein weiterer Wellenleiter 64, auf der Zunge 61 angeordnet ist,
einen Lichtstrahl gleichmäßig in die beiden Wellenleiter 62, 63 bei nicht ausgelengtem
Sensor einstrahlt.
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Die Ausnehmung 56 mit den Zungen 60 und 61 sind so, d.h. in der Längsrichtung,
der Grundplatte 34 des Sensors 18 angeordnet, daß bei einer Auslenkung der Grundplatte,
d.h. des Sensors, aus seiner Längsrichtung senkrecht zur Zeichenebene ein Versatz
des Lichtleiterpaares 62, 63 gegenüber dem Lichtleiter 64 eintritt. Auf diese Weise
wird über den Lichtleiter 64 eingestrahltes Licht mit unterschiedlicher Intensität
von den Wellenleitern 62, 63 empfangen und zwar in Abhängigkeit von der Auslenkung.
Auf diese Weise wird durch die unterschiedlich empfangenen Lichtintensitäten ein
Maß für die Auslenkung des Sensors 18 und mithin für die in der Rohrleitung 16 vorherrschende
Strömung gewonnen.
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In ähnlicher Weise wird ein Maß für die Temperatur des Wärmeträgermediums
gewonnen. In der Ausnehmung 58 sind wiederum zwei Zungen 65, 66 angeordnet, wobei
eine Zunge, z.B. die Zunge 65 aus einem Bimetall besteht. über einen Lichtleiter
67 wird Licht eingestrahlt, welches von einem Lichtleiterpaar 68, 69 empfangen wird,
welches in gleicher Weise wie das Paar 62, 63 zu beiden Seiten der Zunge 66 angeordnet
ist. Die Ausnehmung 58 ist so in der Grundplatte 34 angeordnet, daß bei der Biegung
kein Versatz der Lichtleiter 68, 69 gegenüber dem Lichtleiter 67 eintritt, d.h.
die Ausnehmung 58 ist im wesentlichen quer in der Platte 34 vorgesehen.
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Erfolgt nunmehr aufgrund einer Temperaturänderung des Wärmeträgermediums
eine Auslenkung der Zunge 65, die, wie erwähnt, aus Bimetall gefertigt ist, so kommt
es zu einem Versatz des Lichtleiterpaares 68, 69, gegenüber dem Lichtleiter 67 und
zu einer gleichartigen änderung der von dem Lichtleiterpaar 68, 69 empfangenen Lichtintensitäten
aus dem Lichtleiter 67. Diese Änderungen sind dann ein Maß für die Temperatur des
Wärmeträgermediums. Wie
aus Fig. 8 ersichtlich, wird mittels einer
Lichtquelle 70 Licht in die beiden Lichtleiter 64 und 67 eingestrahlt, von wo es,
wie in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben, in die Lichtleiterpaare 62, 63 bzw. 68,
69 gelangt. Diese Lichtleiter 62, 63, 68 und 69 sind jeweils mit einem lichtempfindlichen
Detektor 72 abgeschlossen, welcher die weitergeleiteten Lichtintensitäten in ein
analoges, elektrisches Signal umsetzt.
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Diese Signale werden dann in nachgeschalteten Analog/ Digital-Wandlern
74 in entsprechende Digitalsignale umgewandelt. Die zu den Lichtleiterpaaren 62,
63 bzw. 68, 69 gehörenden digitalen Signale werden weitergeleitet und gelangen in
Quotientenbildner 76, deren Ausgangssignale ein Maß für den Unterschied der Lichtleistungen
in den Lichtleitern 62 und 63 bzw. 86 und 69 ist und damit ein Maß für die durch
die Anströmung des Sensors verursachte Biegung und für die Temperatur des Wärmeträgermediums.
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Die gemäß Fig. 8 aus den Quotientenbildnern 76 austretenden Leitungen
sind die Leitungen 10, die zum Auswertegerät führen.
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Die elektro-optische Schaltungsanordnung gemäß Fig. 8 ist gemäß der
dortigen Darstellung in jedem einzelnen Erfassungsgerat 2 vorgesehen. Dem gegenüber
ist es aber auch möglich, eine derartige Schaltung - mit Ausnahme des Sensors 18
- in einem zentralen Auswertegerät vorzusehen, wobei dann die Lichtleiter 62, 63,
64, 67, 68 und 69 zu einem im Bereich des Auswertegerätes vorhandenen Multiplexer
geleitet werden. In diesem Fall entsprechen dann die Leitungen 10 gem. Fig. 1 den
Lichtleitern 62, 63, 64, 67, 68 und 69. Hinter dem Multiplexer befindet sich dann
für alle Erfassungsgeräte 2 des Systems eine einzige Schaltung gemäß Fig. 8.
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In der Fig. 9 ist die erfindungsgemäße Weiterverarbeitung der in den
Erfassungsgeräten 2 gewonnenen Signale für Kraft und Temperatur näher beschrieben.
Diese Signale gelangen über die Leitung 10 in ein Rechenwerk 78, wo sie mit den
in Datenspeichern 80, 82 gespeicherten Kennlinien für Kraft und Temperatur so verrechnet
werden, daß am Ausgang des Rechenwerks 78 in der Leitung 84 ein der gemessenen Kraft
proportionales, digitales Signal vorliegt, und an der Leitung 86 ein der gemessenen
Temperatur proportionales, digitales Signal.
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Die Leitungen 84 und 86 münden in das Hauptrechenwerk 100 ein zusammen
mit Leitungen 88 und 98 welche letztere die Speicher 92 und 96 bzw. 102 und 104
mit dem Hauptrechenwerk 100 verbinden. In den Speichern 92 und 94 sind die tempraturabhängigen
pyhsikalischen Daten des Wäremträgermediums gespeichert, in den Speichern 102 und
104 sind die strömungstechnischen Daten und die Dauer des Zeitintervals zwischen
zwei Meßwerterfassungen abgespeichert.
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Im Hauptrechenwerk 100 wird aus den eingespeisten Daten und Signalen
ein einziges Signal gebildet, welches der durch die jeweils über ein Erfassungsgerät
2 abgefragt Rohrleitung 16 fließenden Wärmemenge entspricht. Dieses Signal gelangt
über eine Leitung 106 in einen Inverter-108, in dem die in den jeweiligen Rückläufen
gemessenen Wärmemengen mit 1 multipliziert werden.
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Die Verarbeitung der von den Erfassungsgeräten 2 über die Leitung
10 zum Rechenwerk 78 geleiteten Signale werden dort seriell in der beschriebenen
Weise abgearbeitet.