DE3323590A1 - Anzeigevorrichtung fuer durchflussmesser - Google Patents

Description

Patentanwalt© Dr. γθγ. nut. Thomas Berendt

Dr.-Ing. Hans Leyh Innere Wiener Str. 20 - D 8000 München 80

Unser Zeichen: A 14 Lh/fi

Gebrüder Müller
Apparatebau GmbH & Co. KG
Neuer Wasen 6
7118 Ingelfingen 2

Anzeigevorrichtung für Durchflußmesser

Gebr. Müller A 14 656

Beschreibung d d Z J ü ο U

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für mit Schwebekörper arbeitende Durchflußmesser, insbesondere für nicht-transparente Medien, zur Anzeige der Position des durch das strömende Medium angehobenen Schwebekörpers, der mit einem Dauermagneten versehen ist, durch welchen, abhängig von seiner Position, magnetische Sensoren erregbar und dadurch an eine Wechselspannungsquelle angeschlossene Leuchtanzeigen beschaltbar sind.

Durchflußmesser, die mit Schwebekörper arbeiten, sind bekannt. Der Schwebekörper wird von dem durch den Durchflußmesser hindurchströmenden Medium, abhängig von der Stärke des Mediumstromes, mehr oder weniger stark angehoben. Die jeweilige Position des Schwebekörpers dient als Maß für de den Durchflußmesser durchströmende Flüssigkeitsmenge.

Bei nicht-transparenten Medien, oder wenn das Gehäuse des Durchflußmessers aus einem nicht-transparenten Material besteht, kann die Position des Schwebekörpers nicht direkt abgelesen werden, weshalb bereits vorgeschlagen wurde, den Schwebekörper mit einem Dauermagneten zu versehen, durch welchen über magnetische Sensoren außerhalb des Gehäuses des Durchflußmessers angeordnete Leuchtanzeigen, z.B. Leuchtdioden, ein- und ausschaltbar sind.

Durch die Leuchtdioden wird die jeweilige Position des Schwebekörpers dargestellt.

Aus einer solchen Anzeige läßt sich jedoch nicht ablesen, ob die gerade angezeigte Durchflußmenge sich innerhalb eines bestimmten gewünschten Bereiches befindet, oder einen vorgegebenen Maximalwert bzw. Minimalwert überschritten oder unterschritten hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß bestimmte vorgegebene Be-

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reiche oder Minimalwerte und Maximalwerte auf der Anzeigevorrichtung je nach Wunsch oder Bedarf markierbar sind.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Leuchtanzeigen Leuchtdioden mit zwei PN-Übergängen sind, und daß jeder Leuchtdiode ein Wechsel schalter vorgeschaltet ist, durch welchen abhängig von seiner frei vorwählbaren Schaltstellung der grün oder rot leuchtende PN-Übergang der Leuchtdiode erregbar ist.

Mittels einer derartigen Ausbildung der Schaltung für die Leuchtdioden kann jede beliebige Leuchtdiode einzeln oder auch bestimmte gewünschte Gruppen von Leuchtdioden so eingestellt werden, daß sie bei Erregung grün oder rot leuchten. Hierdurch kann ein frei einstellbares oder vorprogrammierbares Toleranzfeld geschaffen werden, d.h. eine Gruppe benachbarter Leuchtdioden kann so eingestellt werden, daß sie grün leuchten, während die Leuchtdioden davor und danach rot leuchten, wodurch angezeigt wird, daß beim Aufleuchten der grünen Leuchtdioden der Schwebekörper und damit die den Durchflußmesser durchströmende Menge sich in einem zulässigen Bereich befindet, während die beim über- oder Unterschreiten dieses Bereiches erregten Leuchtdioden rot aufleuchten.

Die magnetischen Sensoren, von denen je einer je einer Leuchtdiode zugeordnet ist, können Reed-Kontakte oder Magnetfeldplatten sein. Die Leuchtdioden sind zweckmäßigerweise in gleichen Abständen zwischen einer niedrigsten und einer höchsten Anzeigeposition verteilt angeordnet und ihre Erregung erfolgt vorteilhafterweise steigend mit dem Schwebekörper.

Vorteilhafterweise ist jede Leuchtdiode einzeln in einem verspiegelten Gehäuse angeordnet, welche unmittelbar aneinanderstoßen, so daß bei Erregung der Leuchtdioden ein kontinuierliches Leuchtband erzeugt wird.

Nach einer anderen Ausführungsform können aber auch nur zwei Leuchtanzeigen vorgesehen werden, die die über- oder Unterschreitung eines Minimalwertes und eines Maximalwertes angeben und deren Positionen parallel zum Durchflußmesser verstellbar sind.

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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht jeder der Leuchtanzeigen aus einem fabrigen Körper, der mit einem Dauermagneten verbunden ist, welcher durch den Dauermagneten des Schwebekörpers bei dessen Vorbei gang so verstellbar ist, daß der farbige Körper in das Blickfeld eines Beobachters gelangt.

Zweckmäßigerweise ist hierzu der farbige Körper horizontal verschiebbar und gegen ein transparentes Sichtfenster andrückbar. Die Rückstellung des farbigen Körpers in seine Ausgangslage erfolgt zweckmäßigerweise mittels einer Feder.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, in der

Fig. 1 schematisch einen Durchflußmesser mit Anzeigevorrichtung zeigt. Fig. 2 zeigt das elektrische Schaltbild für die Anzeigevorrichtung.

Fig. 3 zeigt die Anordnung der einzelnen Leuchtanzeigen in verspiegelten Gehäusen.

Fig. 4 zeigt Leuchtanzeigen in Form farbiger Körper, die gegen ein Sichtfenster andrückbar sind.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Durchflußmesser 10 mit einem etwa rohrförmigen Gehäuse 12 mit einem Zulauf 14 und einem Ablauf 16. Durch das Gehäuse 12 strömt von unten nach oben das zu messende Medium, eine Flüssigkeit, die einen Schwebekörper 18, abhängig von ihrer Strömungsgeschwindigkeit, mehr oder weniger stark anhebt. Die Hubbewegung bzw. die Hubhöhe des Schwebekörpers ist ein Maß für die Durchflußmenge pro Zeiteinheit. Ist das durchströmende Medium transparent und besteht das Gehäuse aus einem transparenten Material, so kann die jeweilige Position des Schwebekörpers 18 direkt an einer am Gehäuse angebrachten Skala abgelesen werden. Bei nicht-transparenten Medien, oder wenn das Gehäuse aus einem nicht-transparenten Material besteht, ist diese Methode jedoch nicht möglich.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, den Schwebekörper mit einem Dauermagneten 20 zu versehen und über magnetische Sensoren, die beim Vorbei gang des Dauermagneten 20 geschaltet werden, Leuchtanzeigen, die an eine elektrische Versorgung angeschlossen sind, zu erregen. Diese Leuchtanzeigen können z.B. kleine Glühlampen oder Leuchtdioden sein.

Wie Fig. 1 zeigt, ist dem Durchflußmesser 10 eine Anzeigeeinrichtung 22 zugeordnet, die in der Praxis unmittelbar neben oder am Durchflußmesser angebracht ist und in der Zeichnung nur aus Gründen der Übersichtlichkeit im Abstand vom Gehäuse 12 dargestellt ist.

Die Anzeigevorrichtung 22 besteht aus einer Leiterplatte 26, auf der eine Mehrzahl von Leuchtanzeigen 24, z.B. Leuchtdioden, angebracht sind. Die Leuchtanzeigen 24 sind in Reihe übereinander angeordnet, wobei die Reihe praktisch parallel zur Mittelachse des Durchflußmessers 10 verläuft. Auf der Leiterplatte 26 sind ferner sämtliche elektrischen Komponenten untergebracht, die zum Betrieb der Leuchtanzeigen 24 erforderlich sind.

Fig. 2 zeigt die elektrische Schaltung für die Leuchtanzeigen 24 nach Fig. 1.

Die Leuchtanzeigen 24 sind in Form von Leuchtdioden D1-D20 ausgebildet, die in Reihe geschaltet sind. Jeder Leuchtdiode ist ein magnetischer Sensor in Form eines Reed-Kontaktes R1-R20 zugeordnet. Anstelle der Reed-Kontakte können z.B. auch Magnetfeldplatten verwendet werden. Die Leuchtdioden D1-D20 sind solche mit zwei PN-Übergängen, d.h. sie haben z.B. einen grün leuchtenden und einen rot leuchtenden PN-Übergang, die getrennt erregt werden können. Zu diesem Zweck ist jeder Leuchtdiode D1-D20 ein Wechsel schalter W1-W20 vorgeschaltet. Jeder dieser Wechsel schalter W1-W20 kann individuell nach Wunsch in eine von zwei Schaltstellungen S1 oder S2 eingestellt werden.

Zur elektrischen Versorgung der Diodenkette D1-D20 dient ein an sich bekanntes Netzteil 44, das an eine Wechselspannungsquelle 34 mit 220V und 50Hz ange-

schlossen ist und das den zur Versorgung der Dioden erforderlichen Gleichstrom von z.B. 2OmA liefert.

Die Schaltung nach Fig. 2 arbeitet in folgender Weise. Der Stromverlauf geht von der Wechselspannungsquelle 34 über das Netzteil 44 zum Verbraucher, d.h. zu der Diodenkette D1-D20.

Es wird nun angenommen, daß der Reed-Kontakt R1 durch den Dauermagneten des Schwebekörpers 18 eingeschaltet worden ist. Im einzelnen verläuft dann der Strom durch die in Fig. 2 linke Speiseleitung 52 über den Wechsel schalter W1 durch die Diode D1 und den Reed-Kontakt RI und dann über die in Fig. 2 rechte Speiseleitung 52 zurück zum Netzteil 44. Die Diode D1 ist somit eingeschaltet, während die übrigen Dioden D2-D20 ausgeschaltet bleiben. Steigt nun im Gehäuse 12 der Schwebekörper 18 an bis sein Dauermagnet 20 dem Reed-Kontakt R2 gegenüber zu liegen kommt, so wird der Reed-Kontakt R2 eingeschaltet, während der Reed-Kontakt R1 abgeschaltet wird. Der Strom läuft dann durch die in Reihe liegenden Dioden D1 und D2 und über den Reed-Kontakt R2 zurück zum Netzteil 44. Damit sind die Dioden D1 und D2 eingeschaltet, während die übrigen Dioden D3-D20 ausgeschaltet bleiben. Mit weiter steigendem Schwebekörper 18 werden fortlaufend in ansteigender Reihenfolge weitere Leuchtdioden der Kette D1-D20 zugeschaltet und in der obersten Stellung des Schwebekörpers 18 ist der Reed-Kontakt R20 eingeschaltet, während die Reed-Kontakte R1-R19 abgeschaltet sind, d.h. der Strom läuft durch sämtliche Leuchtdioden D1-D20 und dann über den Reed-Kontakt R20 und die in Fig. 2 rechte Speiseleitung 52 zurück zum Netzteil 44.

In dieser Position des Schwebekörpers 18 leuchten alle Dioden D1-D20. Fällt der Schwebekörper 18 wieder, so werden die Dioden von oben beginnend wieder nacheinander abgeschaltet, so daß anhand der leuchtenden Diodenkette die jeweilige Position des Schwebekörpers 18 ablesbar ist.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform befinden sich die Wechsel schalter W1-W20 alle in der Schaltstellung S2, d.h. sämtliche Dioden würden in derselben Farbe, z.B. rot, aufleuchten. Jeder beliebige dieser Wechsel-

schalter W1-W20 kann nun nach Wunsch individuell vor oder während des Betriebes manuell in die andere Schaltstellung S2 umgeschaltet werden, was zur Folge hat, daß die betreffende Leuchtdiode, der dieser Wechsel schalter vorgeschaltet ist, in der anderen der beiden Farben aufleuchtet. Ist daher der Schaltsteilung S2 die rote Farbe zugeordnet, so leuchten die Dioden grün auf, deren Wechsel schalter in die Schaltstellung S1 geschaltet ist.

Beispielsweise kann nun eine oder eine Gruppe benachbarter Dioden so geschaltet werden, daß sie grün aufleuchten, während die übrigen Dioden rot aufleuchten. Auf diese Weise kann ein Toleranzfeld eingestellt werden, das einen zulässigen Bereich für die durch den Durchflußmesser strömende Menge anzeigt.

So können etwa die Leuchtdioden D10-D15 (bzw. deren zugehörige Wechselschalter) so geschaltet werden, daß sie bei Erregung durch den Dauermagneten des Schwebekörpers 18 grün leuchten, während die übrigen Dioden D1-D9 und D16-D20 bei Erregung durch den Schwebekörper 18 rot leuchten. Ein Beobachter kann auf diese Weise sofort erkennen, ob sich die Strömung innerhalb eines zulässigen Bereiches, bzw. innerhalb einer minimalen und einer maximalen Begrenzung befindet, wenn z.B. der zulässibe Bereich durch die grünen Leuchtdioden und der nicht-zulässige Bereich durch die roten Leuchtdioden angezeigt wird.

Durch die Verwendung von Leuchtdioden mit zwei PN-Übergängen und die Zuordnung eines Wechsel schalters zu jeder Leuchtdiode kann somit ein frei programmierbares Toleranzfeld für die Position des Schwebekörpers und damit für die durch den Durchflußmesser hindurchströmende Flüssigkeitsmenge eingestellt werden.

Die einzelnen Komponenten der Schaltung, d.h. die Leuchtdioden, die Wechsel schalter und die Reed-Kontakte sind zweckmäßigerweise sämtlich in integrierter Bauweise ausgeführt und auf der Leiterplatte 26 untergebracht.

Die Leuchtdioden sind in der dargestellten Ausführungsform in Reihe ge-

schaltet, sie können aber auch parallel oder teilweise in Reihe und teilweise parallel geschaltet sein.

In Fig. 1 ist eine alternative Ausführungsform der Anzeigevorrichtung dargestellt, die aus einer am Gehäuse 12 des Durchflußmessers angebrachten Schiene 28 besteht, auf der zwei Lampen oder Leuchtdioden 30 angebracht sind, die in Längsrichtung der Schiene, d.h. parallel zur Mittelachse des Gehäuses 12 verschiebbar und verstellbar sind. Die beiden Leuchtdioden können in derselben Weise erregt werden, wie in Verbindung mit den Leuchtdioden 24 der Anzeigevorrichtung 22 und in Verbindung mit der Schaltung nach Fig. 2 beschrieben wurde. Da die Leuchtdioden 30 längs der Schiene 28 verstellbar sind, können sie in bestimmte gewünschte Positionen eingestellt werden, welche Markierungen für eine maximale Höhe und eine minimale Höhe des Schwebekörpers 18 darstellen, bei deren Überschreitung oder Unterschreitung die obere bzw. die untere Leuchtdiode 30 aufleuchtet. Mit anderen Worten, wenn die obere Diode 30 aufleuchtet, hat der Schwebekörper 18 seine höchste zulässige Position überschritten und die Strömung ist zu stark, während, wenn die untere Leuchtdiode 30 aufleuchtet, der Schwebekörper 18 seine Mindestposition noch nicht erreicht hat, d.h. die Strömung ist zu schwach.

Fig. 3 zeigt im Längsschnitt eine Modifikation der Leuchtanzeigen 24 nach Fig. 1. Wie dargestellt, ist jede einzelne Leuchtanzeige 24, bei der es sich um eine Leuchtdiode handeln kann, in einem eigenen verspiegelten Gehäuse 46 angeordnet, und es ist jeder Leuchtanzeige 24 ein solches Gehäuse zugeordnet. Die Gehäuse 46 stoßen unmittelbar aneinander, so daß beim Aufleuchten der einzelnen Leuchtanzeigen 24 ein fortlaufendes kontinuierliches Lichtband gebildet wird. Die Gehäuse 46 können auf der Vorderseite mit einer transparenten Scheibe 48 abgedeckt sein.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung, die ohne elektrische Versorgung auskommt. Die Anzeigevorrichtung nach Fig. 4 ist in Seitenansicht dargestellt und ihre Leuchtanzeigen bestehen aus farbigen Körpern 60, die gegen transparente Sichtfenster 50 andrückbar sind.

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Die farbigen Körper 60 sind auf ihrer zu den Sichtfenstern 50 entgegengesetzten Seite jeweils mit einem Dauermagneten 54 ausgerüstet, welche durch den Dauermagneten 20 des Schwebekörpers betätigbar sind. Die Dauermagneten 54 sind so angeordnet und der Dauermagnet 20 des Schwebekörpers ist derart angeordnet oder geführt, daß beim Vorbei gang des letzteren an einem der Dauermagneten 54 die gleichnamigen Pole der Magneten 20 und 54 einander gegenüberliegen, so daß der jeweilige Dauermagnet 54 durch den Dauermagneten 20 magnetisch abgestoßen und dadurch nach rechts in Fig. 4 verschoben wird. Der farbige Körper 60 wird dadurch gegen den transparenten Körper 50 angedrückt, wobei die vordere Fläche des farbigen Körpers 60 auf die hintere Fläche des transparenten Körpers 50 zu liegen kommt. Für einen Beobachter, der von der Seite der Abdeckscheibe 48 her die Anzeigevorrichtung betrachtet, wird auf diese Weise der betreffende farbige Körper 60 sichtbar. Die Rückstellung des farbigen Körpers 60 samt seinem mit ihm verbundenen Magneten 54 kann durch eine nicht-dargestellte Feder erfolgen, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß die magnetische Abstoßungskraft zwischen den Dauermagneten 20 und 54 ausreichend groß sein muß, um die Kraft dieser Feder zu überwinden. Wenn jedoch der Dauermagnet 20 seine Position verändert und nicht mehr dem betreffenden Dauermagneten 54 gegenüberliegt, so fällt diese magnetische Abstoßungskraft für diesen Dauermagneten 54 weg und die Feder stellt diesen zusammen mit seinem farbigen Körper 60 in seine Ausgangsposition zurück. Die Dauermagneten 54 sind auf ihrer Rückseite durch eine geeignete Rückwand 56 abgestützt, während die farbigen Körper 60 auf geeigneten Zwischenböden 58 aufliegen können, auf welchen sie horizontal verschiebbar sind. Die farbigen Körper 60 können durchgefärbt sein oder nur an ihrer vorderen Stirnfläche mit einer Farbe beschichtet sein. Die Stirnflächen der farbigen Körper 60 und der transparenten Körper 50 brauchen nicht, wie dargestellt, winkelförmig ausgebildet zu sein, sie können statt dessen auch eben sein und die Form einfacher Platten haben. Gegebenenfalls können die transparenten Körper 50 auch weggelassen werden, wobei in diesem Fall die farbigen Körper 60 direkt gegen die transparente Abdeckscheibe 48 angedrückt werden.

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Claims (1)

1. Gebr. Müller - A 14 656

   Patentansprüche

   Anzeigevorrichtung für mit Schwebekörper arbeitende Durchflußmesser, insbesondere für nicht-transparente Medien, zur Anzeige der Position des durch das strömende Medium angehobenen Schwebekörpers, der mit einem Dauermagneten versehen ist, durch welchen abhängig von seiner Position magnetische Sensoren erregbar und dadurch an eine Wechsel spannungsquelle angeschlossene Leuchtanzeigen beschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtanzeigen (24) Leuchtdioden mit zwei PN-Übergängen sind, und daß jeder Leuchtdiode (D1-D20) ein Wechsel schalter (W1-W20) vorgeschaltet ist, durch welchen abhängig von seiner frei vorwählbaren Schaltstellung der grün oder rot leuchtende PN-Übergang der Leuchtdiode erregbar ist.

   Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Sensoren Reed-Kontakte oder Magnetfeldplatten sind.

   Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden(D1-D20) in gleichen Abständen zwischen einer niedrigsten und einer höchsten Anzeigeposition verteilt angeordnet sind.

   Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Leuchtdioden (D1-D20) mit dem Schwebekörper (18) steigend erfolgt.

   Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leuchtanzeige (24) einzeln in einem verspiegelten Gehäuse (46) angeordnet ist, welche unmittelbar aneinanderstoßen, um bei Erregung der Leuchtanzeigen ein kontinuierliches Leuchtband zu bilden.

   6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige eines Minimal- und eines Maximalwertes zwei Leuchtanzeigen (30) vorgesehen sind, deren Positionen parallel zur Längsachse des Durchflußmessers verstellbar sind.

   7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Leuchtanzeigen aus einem farbigen Körper (60) besteht, der mit einem Dauermagneten (54) verbunden ist, welcher durch den Dauermagneten (20) des Schwebekörpers (18) so verstellbar ist, daß der farbige Körper (60) in das Blickfeld eines Beobachters verschiebbar ist.

   8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der farbige Körper (60) horizontal verschiebbar und gegen ein transparentes Sichtfenster (50) andrückbar ist.

   9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der farbige Körper (60) mittels einer Feder in seine Ausgangsposition rückstellbar ist.