DE3337149A1 - Lehrgeraet fuer regelungstechnik - Google Patents

Lehrgeraet fuer regelungstechnik

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DE3337149A1 DE19833337149 DE3337149A DE3337149A1 DE 3337149 A1 DE3337149 A1 DE 3337149A1 DE 19833337149 DE19833337149 DE 19833337149 DE 3337149 A DE3337149 A DE 3337149A DE 3337149 A1 DE3337149 A1 DE 3337149A1
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Description

  • Bezeichnung: Lehrgerät für Regelungstechnik
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Lehrgerät für Regelungstechnik mit einem.durchsichtige Wände und eine Skaleneinteilung aufweisenden, wasserdichten Demonstrationsbehälter und mit einem Vorratstank für eine Flüssigkeit, der unterhalb des Demonstrationsbehälters angeordnet und mit diesem einerseits über eine Förderleitung, in der eine Pumpe vorgesehen ist, und andererseits über eine Rücklaufleitung, in die ein Ventil eingefügt ist, verbunden ist.
  • Zweck derartiger Lehrgeräte, die auch Regelstreckenmodell genannt werden, ist es, die Eigenschaften von Regel strecken optisch anhand des Flusses in und aus dem Demonstrationsbehälter und des Flüssigkeitsniveaus im Demonstrationsbehälter anschaulich darzustellAn. Anhand dieser Bewegungsabläufe der deutlich sichtbaren, meist stark angefärbten Flüssigkeit erkennt der Lernende Zusammenhänge zwischen den in der Regelungstechnik wichtigenßen, wie sie si anhand von praktischen, zumeist eine auigefeilte Elektronik oder Mechanik aufweisenden Regelschaltungen nicht ohne weiteres verstehen lassen. d Das Lehrgerät für Regelungstechnik der eingangs genannten Art ist als Prozeßausrüstung CA 11 00 der schwedischen Firma TERCO bekannt. Bei diesem Lehrgerät ist der Demonstrationsbehälter durch ein schlankes, relativ langes Rohrstück aus durchsichtigem Kunststoff gebildet, das unten auf eine Bodenplatte dicht aufgesetzt ist. In dieser Bodenplatte mündet die Rücklaufleitung, während die Fördrleitung von oben axial in den nach oben offenen, zylindrischen Demonstrationsbehälter hineinreicht.
  • Bei praktischen Lehrversuchen wird dem Demonstrationstank über die Förderleitung in vorgegebener, gewünschter zeitlicher Abhängigkeit Flüssigkeit zugeführt, die den Behälter mehr oder weniger anfüllt.und in gewünschter, zeitlicher Abhängigkeit über die Rücklauf leitung aus dem Behälter wieder abströmt. Erfaßt wird nun in bestimmten, zeitlichen Abständen der Pegelstand der Flüssigkeit im Demonstrationsbehälter.
  • Um den Pegelstand ablesen zu können, ist der Demonstrationsbehälter mit einer Skaleneinteilung versehen. An dieser wird in gewissen zeitlichen Abständen der Pegelstand abgelesen, die ermittelten Werte paarweise in einer Wertetabelle zusammengefaßt oder unmittelbar in einem Zeitdiagramm aufgetragen.
  • Erhalten wird dabei eine Darstellung der zeitlichen Abhängigkeit des Pegelstandes, der als Ordinate in rechtwinkligen Parallelkoordinaten aufgetragen wird, während die Abszisse die Zeitachse bildet.
  • Das Erfassen der einzelnen Pegel stände zu gewissen Zeitpunkten einschließlich des Aufzeichnens der gewünschten, zeitlichen Abhängigkeit hat sich in der Praxis jedoch als nachteilig erwiesen. Dabei treten besonders häufig Ablese-und Übertragungsfehler beim Messen und Einzeichnen des Pegelstandes auf. Entscheidend ist hierbei insbesondere, daß es nicht gelingt, die Meßwerte gleichzeitig zu erfassen, maßstabsmäßig umzurechnen und graphisch darzustellen. Bei der praktischen Durchführung des Lehrversuchs wird daher im allgemeinen zunächst der geplante Versuch durchgeführt, anschließend werden die gemessenen Werte aufbereitet und graphisch dargestellt. Mit anderen Worten kann der Lernende nicht unmittelbar die Entstehung und den Verlauf der zeitlichen Abhängigkeit des Pegelstandes mitverfolgen. Obwohl das bekannte Lehrgerät als solches sehr deutlich die Eingangsgröße, den momentanen Wert der Regelgröße und die Ausgangsgröße erkennen läßt, fehlt die entsprechende, anschauliche Brücke zur später erstellten, graphischen Darstellung.
  • Hier setzt die Erfindung ein. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten Lehrgerätes für Regelungstechnik zu vermeiden, seine Vorteile jedoch beizubehalten und ein Lehrgerät für Regelungstechnik mit den Merkmalen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Erstellen der graphischen Darstellung des zeitlichen Verhaltens beliebiger Regelstrecken und -kreise vereinfacht, anschaulicher und fehlersicherer wird.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von dem bekannten Lehrgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Demonstrationsbehälter eine durchsichtige, ebene, rechteckförmige Frontplatte hat und daß die Skaleneinteilung durch ein transparentes, außen auf dieser Frontplatte lösbar befestigtbares Blatt gebildet ist, das eine Strichteilung aufweist. Der entscheidende Vorteil liegt hier in der unmittelbaren Kombination des Demonstrationsbehälters mit relativ großer Frontwand und des durchsichtigen Blattes. Dadurch ist es nicht mehr notwendig, den Pegelstand abzulesen, gegebenenfalls maßstablich zu verändern und anschließend graphisch aufzutragen, vielmehr ist nur noch der zu einem gewissen Zeitpunkt hinter dem Blatt deutlich sichtbare Flüssigkeitsspiegel auf dem Blatt zu markieren, ohne daß der Wert des Pegels selbst erfaßt werden müßte. Das Blatt ist vorzugsweise in vertikale, gleich beabstandete Linien eingeteilt, zu den einzelnen Meßzeitpunkten wird schrittweise das Flüssigkeitsniveau auf der jeweils geltenden, vertikalen Linie markiert. Insgesamt wird sofort, noch während des Ablaufs des Regelversuchs, die gewünschte graphische Darstellung erstellt, wodurch erfahrungsgemäß auch das Einzeichnen des Funktionsverlaufs, also der die markierten Punkte verbindenden Kurve besser und wirklichkeitstreuer gelingt. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Lehrgeräts liegt nun im weiteren darin, daß die erhaltene, graphische Darstellung, die sich auf dem transparenten Blatt befindet, vom Demonstrationsbehälter abgenommen und auf einen Overhead-Projektor gelegt werden kann. Auch eine größere Anzahl von Lernenden kann somit das Versuchsergebnis, nämlich die graphische Darstellung, deutlich und unmittelbar nach Versuchsabschluß sehen. Dies trägt wesentlich zum Lernerfolg bei, da die Zuordnung der zuvor gesehenen Pegel schwankungen zur erzielten, graphischen Darstellung besser, unmittelbarer und einleuchtender ist.
  • In bevorzugter Ausbildung hat die Frontwand des Demonstrationsbehälters eine Größe, die es erlaubt, ein DIN A4 Normblatt aufzunehmen und zu befestigen.
  • In bevorzugter Ausführung ist der Demonstrationsbehälter quaderförmig. Seine Wände und sein Boden sind aus einem durchsichtigen Material, insbesondere Kunststoff, gefertigt.
  • Die Breite der Frontwand ist mindestens fünfmal so groß wie die Tiefe der benachbarten Seitenwände. Der Demonstrationsbehälter hat somit eine geringe Tiefe, die zahlenmäßig deutlich unter seiner Höhe und insbesondere seiner Breite liegt.
  • In weiterhin bevorzugter Ausführung ist der Demonstrationsbehälter durch eine quer zur Frontwand verlaufende, vertikale Trennwand in zwei separate Kammern unterteilt. Diese können über einen Stellschieber miteinander kommunizieren. In vorzugsweiser Ausbildung wird dieser Stellschieber durch eine Bodenöffnungen in jeder Kammer verbindende Leitung gebildet, in die ein Stellventil eingeschaltet ist. Hierdurch lassen sich zweistufige Regel strecken und -kreise simulieren, entsprechende Möglichkeiten bietet das vorbekannte Lehrgerät nicht.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Ablaufleitung seitlich in den Demonstrationsbehälter und wenige Millimeter oberhalb seines Bodens in den Demonstrationsbehälter münden zu lassen. Dadurch bleibt während der praktischen Lehrversuche stets ein gewisser Flüssigkeitsspiegel, dem hier der Ordinatenwert Null zugeordnet wird, im Demonstrationsbehälter. Hierdurch werden Probleme bei der Benetzung des Behälterbodens vermieden, weiterhin ergibt sich auf dem Blatt die Möglichkeit, die x-Achse in bequemer Entfernung unterhalb des unteren Papierrandes des Blattes aufzutragen.
  • Vorgeschlagen wird, in der Rücklauf leitung ein regelbares Ablaßventil anzuordnen. Über dieses Ablaßventil wird der den Demonstrationsbehälter verlassende Fluß an Flüssigkeit vorgegeben, in Abhängigkeit von einer entsprechenden Einstellung der Eingangsgröße wird erreicht, daß sich der anschaulich zu machende Regelvorgang innerhalb der Höhe des Demonstrationsbehälters abspielt.
  • Als sehr vorteilhaft hat sich eine nicht absperrbare Überlaufleitung erwiesen, die in Nähe des oberen, offenen Randes des Demonstrationsbehälters in diesen mündet und mit dem Vorratstank verbunden ist. Auch bei Fehlbedienungen wird vermieden, daß die Flüssigkeit oben über den offenen Rand des Demonstrationsbehälters überlaufen kann. Um nur im wesentlichen eine Rücklaufleitung vorsehen zu müssen, mündet die Überlaufleitung vorzugsweise hinter dem regelbaren Ablaßventil in die Rücklaufleitung.
  • In weiterer, vorzugsweiser Ausbildung mündet eine erste Förderleitung, in die ein Absperrventil eingeschaltet ist, wenige Millimeter oberhalb des Bodens, vorzugsweise in Höhe der Ablaufleitung und möglichst weit von dieser entfernt, in den Demonstrationsbehälter. Unter diesen Gegebenheiten ist der eingeförderte Fluß abhängig vom hydrostatischen Druck, also von der jeweiligen Pegelhöhe im Demonstrationsbehälter.
  • Dies kann für viele Regelversuche günstig ausgenutzt werden.
  • Die möglichst große Entfernung zwischen der Förderöffnung und der Ablauföffnung wirkt der Ausbildung eines Gefälles im Flüssigkeitsspiegel entgegen.
  • Weiterhin ist vorzugsweise eine zweite Förderleitung vorgesehen, in die ein Rückschlagventil und ein Absperrventil eingefügt sind und die in Nähe des oberen, offenen Randes des Demonstrationsbehälters in diesen eingeführt, in Richtung zum Boden gewinkelt ist und wenige Millimeter oberhalb des Bodens endet. Über diese zweite Förderleitung kann unabhängig vom jeweiligen Pegelstand, also unabhängig vom hydrostatischen Druck, Flüssigkeit in den Demonstrationsbehälter eingeleitet werden.
  • Für eine Regelung des Pegelstandes ist der Demonstrationsbehälter vorzugsweise mit einem Niveaufühler ausgestattet, vorzugsweise wird dieser durch zwei, in gleicher Höhe durch die Wandung in das Behälterinnere geführte Kontakte gebildet, deren Übergangswiderstand sich ändert, wenn sie beide mit Flüssigkeit benetzt werden. Für die praktischen Versuche hat sich ein kontinuierlich arbeitender Pegelmesser besonders bewährt. Er mißt vorzugsweise den Luftdruck und wandelt dcn gemessenen Druckwert in ein elektrisches Signal um, das wiederum in ein Übertragungsglied eingespeist werden kann. In der praktischen Ausführung ragt eine nach unten offene Leitung des Druckfühlers in den Innenraum des Demonstrationsbehälters und endet wenige Millimeter oberhalb der Nullinie des Flüssigkeitsniveaus. Durch letztere Maßnahme wird sichergestellt, daß die zum Druckmeßgerät führende Leitung völlig entleert wird, wenn der Flüssigkeitspegel auf Null herabfällt.
  • Dadurch kann sich das Druckmeßgerät jeweils auf den Ausgangsdruckwert, der durch den äußeren Luftdruck bestimmt wird, einstellen.
  • Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Lehrgerätes für Regelungstechnik lassen sich praktisch alle gängigen Schaltungen nachbauen und ihr zeitliches Verhalten studieren. Es lassen sich beliebige Regler hinzufügen, deren Regelverhalten anhand des zeitlichen Verlaufs des Pegelstandes im Demonstrationsbehälter erfaßt und graphisch dargestellt werden kann.
  • Weitere Vorteile und Merkmal der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von vier nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen. Auf diese wird im folgenden und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher eingegangen. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische, teilweise perspektivische Darstellung einer Füllstandsregelung mit Zwei-Punktregler, Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Figur 1 einer PID-Füllstandsreqelung mit Druck-Spannungs-Wand-1er, Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Figur 2 einer PID-Füllstanasregelung mit Störgrößenaufschaltung und Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Figur 2 einer Regelung einer Strecke vierter Ordnung mit P-Regler.
  • In den Figuren ist jeweils mindestens ein quaderförmiger Demonstrationsbehälter 20 gezeiqt, dessen Wände 22, 24, 26 und 28 und dessen Boden 30 aus glasklarem Kunststoff (Acrylglas) gefertigt und wasserdicht miteinander verbunden sind. Die Frontwand 22 ist frei von Anschlüssen, Zu- oder Ableitungen, so daß der Demonstrationsbehälter 20 vom Lernenden möglichst rasch begriffen und erfaßt werden kann. Auf die Frontwand 22 wird ein in Figur 2 eingezeichnetes Blatt 32 lösbar geheftet, das parallele, vertikale Stricheinteilungen trägt. Dieses Blatt hat DIN-A4-Format und bestimmt die Größe der Frontwand 22, die ringsum etwas größer ist als das Blatt 32.
  • Der Demonstrationsbehälter 20 ist mit seiner Rückwand 24 an eine vertikale Platte 34 gelegt und wird von dieser getragen.
  • Sie ist undurchsichtig und deckt für das praktische Funktionieren des Lehrgerätes wichtige, für das Verständnis einer Regelstrecke aber unnötige Teile des Lehrgerätes ab. Zu diesen Teilen gehören ein Vorratstank 36 für die Flüssigkeit und eine diesem zugeordnete, selbst ansaugende Pumpe 38. Der.
  • Vorratstank 36 ist über eine Förderleitung 40, in der die Pumpe 38 eingefügt ist, mit zwei Einlässen in der linken Seitenwand 26 des Demonstrationsbehälters verbunden. Hierzu ist die Förderleitung 40 in Nähe des Demonstrationsbehälters 20 aufgezweigt in eine erste Förderleitung 42, in der ein Absperrventil 44 vorgesehen ist und die wenige Millimeter oberhalb des Bodens 30 in den Demonstrationsbehälter 20 mündet und in eine zweite Förderleitung 46. In dieser ist ein Rückschlagventil 48 und parallel geschaltet hierzu ein Absperrventil 50 vorgesehen. Die zweite Förderleitung 46 tritt in Nähe des oberen, offenen Randes durch die linke Seitenwand 26 und ist nach unten abgebogen. Sie endet wenige Millimeter oberhalb des Bodens 30. Wenn das Absperrventil 44 geschlossen ist, muß die von der Pumpe 38 geförderte Flüssigkeit den höheren, hydrostatischen Druck in der zweiten Förderleitung 46 überwinden.
  • Weiterhin ist der Vorratstank 36 über eine Rücklauf leitung 52 mit dem Demonstrationsbehälter 20 verbunden, der Rücklauf erfolgt durch Öffnungen in der rechten Seitenwand 28. In allen gezeigten Ausführungsbeispielen erfolgt der Rücklauf mit hydrostatischem Sog, er kann aber auch drucklos ausgeführt werden, wenn die Rücklaufleitung 52 in Höhe der unteren Rücklauföffnung der rechten Seitenwand 28 einen freien Auslauf hat, unter dem sich ein Trichter befindet, der die Rücklauf leitung 52 zum Vorratstank 36 hin fortsetzt. Auf Grund dieser Unterbrechung bewirkt die Flüssigkeitssäule in der Rücklaufleitung 52 keinen Sog.
  • Wie die Figuren zeigen, mündet die Rücklauf leitung 52 seitlich und wenige Millimeter oberhalb des Bodens 30 in den Demonstrationsbehälter 20. In sie ist ein regelbares Ablaßventil 54 eingefügt, mit dem die zeitlich abfließende Flüssigkeitsmenge (der Fluß) vorgegeben werden kann. Oberhalb des Eintritts dieser Rücklaufleitung 42 und in derselben Seitenwand 28 befindet sich in Nähe des oberen Randes ein Einlauf einer Überlaufleitung 56, die hinter dem Ablaßventil 54 in die Rücklaufleitung 52 mündet.
  • In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Demonstrationsbehälter stets durch eine vertikale, parallel zu den Seitenwänden 26, 28 verlaufende Trennwand 58 in zwei gleichgroße Kammern 60, 62 unterteilt. Diese stehen nur über eine Verbindungsstrecke miteinander in Verbindung, die durch jeweils eine, durch eine Leitung 64 verbundene Bodenöffnung in den Kammern 60, 62 gebildet wird und in die ein regelbares Ventil 66 eingeschaltet ist. Andere Ausbildungen sind möglich, beispielsweise kann die Trennwand 58 als Schieber ausgeführt werden, der vertikal bewegbar ist und mit seinem unteren Ende gegenüber dem Boden 30 den jeweils gewünschten Durchlaßquerschnitt zwischen beiden Kammern 60, 62 begrenzt.
  • Im folgenden wird kurz auf die einzelnen Regelschaltungen der Figuren 1 bis 4 eingegangen. Da die Schaltungen für sich bekannt sind, soll auf sie nicht ausführlich eingegangen werden. Anhand der folgenden Beschreibung werden jedoch die Funktion und der Aufbau einzelner Zusatzteile besonders deutlich: In Figur 1 ist eine Füllstandsregelung mit Zweipunktregler gezeigt. Die Pumpe 38 fördert Flüssigkeit aus dem Vorratstank 36, so lange der Pegel in der linken Kammer 60 sich unterhalb von zwei stiftförmigen Kontakten 68 befindet, die auf gleicher Höhe in den Demonstrationsbehälter 20, vorzugsweise durch die linke Seitenwand 26 oder die Frontwand 22, hineinragen. Erreicht der Pegel das Niveau dieser Kontakte 68, so ändert sich auf Grund der Leitfähigkeit der verwendeten Flüssigkeit der Ohm'sche Widerstand zwischen den beiden Kontakten 68. Dieser Widerstand wird über einen Schaltverstärker 70 erfaßt, der die Pumpe 38 abschaltet, wenn das Niveau der Kontakte 68 erreicht wurde, und wieder einschaltet, sobald die Kontakte 68 frei von Flüssigkeit sind. Die Pegelschwankungen der linken Kammer 60 werden mit denjenigen der rechten Kammer 62 verglichen, die über die Leitung 64 miteinander verbunden sind. Dabei lassen sich auch Phasenverschiebungen zwischen den zeitlichen Änderungen der Pegel in beiden Kammern 60, 62 beobachten.
  • Der in Figur 2 gezeigte PID-Füllstandsregler hat einen kontinuierlich arbeitenden Druck-Spannungs-Wandler 70, der über ein Meßrohr 74, das wenige Millimeter oberhalb des Bodens 30 endet, in die rechte Kammer 62 eingreift und den Luftdruck im Meßrohr 74 erfaßt. Der in eine Spannung umgewandelte Druckwert wird einem PID-Regler als Regelgröße X zugeführt. Am PID-Regler 76 kann eine Führungsgröße W angelegt werden.
  • In der Schaltung gemäß Figur 3 einer PID-Füllstandsreglung wird zusätzlich zur Schaltung gemäß Figur 2 eine Störgröße aufgeschaltet. Hierzu ist zusätzlich in der Rücklaufleitung 52 ein Durchfluß-Spannungswandler 78 eingeschaltet, dessen Ausgangsspannungssignal dem PID-Regler 76 zugeleitet wird.
  • Schließlich ist in Figur 4 die Regelung einer Strecke vierter Ordnung erläutert. Hier sind zwei Demonstrationsbehälter 20 hintereinandergeschaltet, so daß insgesamt vier Kammern zur Verfügung stehen. Die beiden Demonstrationsbehälter 20 sind über ein Regelventil 80 und ihre Rücklauf- bzw. Förderöffnungen miteinander verbunden. Ansonsten stimmt die Schaltung mit der Schaltung gemäß Figur 2 mit einer Ausnahme, anstelle eines PID-Reglers 76 ist ein P-Regler 82 vorgesehen, überein.
  • Nicht unerwähnt soll noch eine Alternativlösung der eingangs gestellten Aufgabe bleiben. Hier wird, um unmittelbar eine Übertragung und Markierung des jeweiligen Pegelstandes im Demonstrationsbehälter zu ermöglichen, von dem vorbekannten Lehrgerät mit zylindrischem Demonstrationsbehälter ausgegangen, allerdings wird dieser Demonstrationsbehälter langsam während der Versuchdurchführung gedreht. Wiederum wird ein transparentes Blatt auf die in diesem Fall zylindrische Außenwand des Demonstrationsbehälters geheftet, auf diesem Blatt werden die Füllstände markiert. Das Blatt dreht sich mit dem Demonstrationsbehälter, wobei angestrebt wird, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit so mit den Intervallen der Meßzeit abgestimmt ist, daß sich der zylindrische Demonstrationsbehälter jeweils zum nächsten, vertikalen Teilstrich gedreht hat, wenn das nächste Zeitintervall abgelaufen ist.
  • Diese Lösung erfordert jedoch eine zusätzliche Mechanik und führt zu Problemen, wenn Zu- oder Ableitungen durch die zylindrische, gedrehte Wand geführt werden sollen. Aus diesen Gründen wird die oben ausführlich erläuterte Hauptlösung vorgezogen, dies soll jedoch nicht bedeuten, daß die Alternativlösung außerhalb der vorliegenden Erfindung steht.
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Claims (13)

  1. Bezeichnung: Lehrqerät für Regelungstechnik Ansprüche 1. Lehrgerät für Regelungstechnik mit einem durchsichtige Wände und eine Skaleneinteilunq aufweisenden, wasserdichten Demonstrationsbehälter und mit einem Vorratstank für eine Flüssigkeit, der unterhalb des Demonstrationsbehälters angeordnet und mit diesem einerseits über eine Förderleitung, in der eine Pumpe vorgesehen ist, und andererseits über eine Rücklaufleitung, in die ein Ventil eingefügt ist, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Demonstrationsbehälter (20) eine durchsichtige, ebene, rechteckförmige Frontwand (22) hat, und daß die Skaleneinteilung durch ein transparentes, außen auf dieser Frontwand (22) lösbar befestigbares Blatt (32) gebildet ist, das eine Strichteilung aufweist.
  2. 2. Lehrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Demonstrationsbehälter (2) quaderförmig ist, daß seine Wände (22, 24, 26, 28) und sein Boden (30) aus glasklarem Material, insbesondere Kunststoff, gefertiqt sind und daß die Breite der Frontwand (22) mindestens fünfmal so groß ist wie die Tiefe der benachbarten Seitenwände (26, 28).
  3. 3. Lehrgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Demonstrationsbehälter (20) durch eine quer zur Frontwand (22) verlaufende, vertikale Trennwand (58) in zwei separate Kammern (60, 62) unterteilt sind, die nur über einen Stellschieber miteinander kommunizieren, der vorzugsweise als eine im Boden neder Kammer (60, 62) mündende Leitung (64) ausgeführt ist, in die ein regelbares Ventil (66) eingefügt ist.
  4. 4. Lehrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (52) seitlich in den Demonstrationsbehälter (20) und wenige Millimeter oberhalb seines Bodens (30) in den Demonstrationsbehälter (20) mündet.
  5. 5. Lehrgerät für Regelungstechnik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch qekennzeichnet, daß sich in der Rücklaufleitung (52) ein regelbares Ablaßventil (54) befindet.
  6. 6. Lehrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine nicht absperrbare Überlaufleitung (56), die in Nähe des oberen, offenen Randes des Demonstrationsbehälters (20) in diesen mündet und mit dem Vorratstank (36) verbunden ist, wobei sie vorzugsweise hinter dem regelbaren Ablaßventil (54) in die Rücklaufleitung (52) einmündet.
  7. 7. Lehrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine erste Förderleitung (42), in die ein Absperrventil (44) eingeschaltet ist und die wenige Millimeter oberhalb des Bodens (30), vorzugsweise in Höhe der Rücklaufleitung (52) und möglichst weit von dieser entfernt, in den Demonstrationsbehälter (20) mündet.
  8. 8. Lehrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Förderleitung (46) vorgesehen ist, in die ein Rückschlagventil (48) und ein Absperrventil (50) eingefügt sind und die in Nähe des oberen, offenen Randes des Demonstrationsbehälters seitlich in diesen eingeführt, in Richtung zum Boden (30) gebogen ist und wenige Millimeter oberhalb des Bodens (30) endet.
  9. 9. Lehrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Druck-Spannungs-Wandler (72) für eine kontinuierliche Pegelmessung im Demonstrationsbehälter (20), wobei der Druck-Spannungs-Wandler (72) ein Meßrohr (74) aufweist1 das wenige Millimeter oberhalb des Bodens (30), jedoch oberhalb der Rücklaufleitung (52) endet.
  10. 10. Lehrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch zwei, auf gleicher Höhe angeordnete und mit einem Schaltverstärker (70) verbundene Kontakte (68), die vorzugsweise in einer Seitenwand (26, 28) oder der Frontwand (22) gehalten sind und in den Innenraum des Demonstrationsbehälters (20) ragen.
  11. 11. Lehrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Durchfluß-Spannungs-Wandler (78), der in eine Leitung, beispielsweise die Rücklaufleitung (52) eingefügt ist.
  12. 12. Lehrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine zugeordnete Stoppuhr.
  13. 13. Lehrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Demonstrationsbehälter (20) auf der Vorderseite einer Platte (34) befestigt ist, an der er mit seiner Rückwand (24) anliegt, daß sich der Vorratstank (36) und die Pumpe (38) hinter dieser Platte (34) befinden und daß die Rücklaufleitung (52) und die Förderleitung (40) durch die Platte (34) geführt sind.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999035632A1 (en) * 1998-01-08 1999-07-15 Aeroquip-Vickers, Inc. Aeration-cavitation demonstration console
CN101976046A (zh) * 2010-10-12 2011-02-16 沈阳化工大学 一种对被控对象和测量变送过程动态特性的模拟方法
WO2011030358A1 (en) * 2009-09-08 2011-03-17 Altay Holding S.P.A. Aid device for scientific and/or educational activities
CN106097872A (zh) * 2016-08-22 2016-11-09 浙江大学 用于模拟瞬间溃坝的自动控制循环水槽

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2132514A (en) * 1937-10-06 1938-10-11 James D Mooney Apparatus designed to illustrate the laws of economics by physical analogies
DE8117017U1 (de) * 1982-01-21 Brüsch, Dietmar, 3300 Braunschweig "Modell zur Darstellung der Funktion eines Vergasers"

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8117017U1 (de) * 1982-01-21 Brüsch, Dietmar, 3300 Braunschweig "Modell zur Darstellung der Funktion eines Vergasers"
US2132514A (en) * 1937-10-06 1938-10-11 James D Mooney Apparatus designed to illustrate the laws of economics by physical analogies

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Firmenprospekt der Fa. TERCO: Prozeßausrüstung CA 11 00 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999035632A1 (en) * 1998-01-08 1999-07-15 Aeroquip-Vickers, Inc. Aeration-cavitation demonstration console
US6039570A (en) * 1998-01-08 2000-03-21 Aeroquip Vickers, Inc. Aeration-cavitation demonstration console
WO2011030358A1 (en) * 2009-09-08 2011-03-17 Altay Holding S.P.A. Aid device for scientific and/or educational activities
CN101976046A (zh) * 2010-10-12 2011-02-16 沈阳化工大学 一种对被控对象和测量变送过程动态特性的模拟方法
CN101976046B (zh) * 2010-10-12 2013-01-23 沈阳化工大学 一种对被控对象和测量变送过程动态特性的模拟方法
CN106097872A (zh) * 2016-08-22 2016-11-09 浙江大学 用于模拟瞬间溃坝的自动控制循环水槽
CN106097872B (zh) * 2016-08-22 2022-04-01 浙江大学 用于模拟瞬间溃坝的自动控制循环水槽

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