DE3914216C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Förderung eines in einer Förderleitung diskontinuierlich fließenden Mediums nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine derartige Vorrichtung ist entnehmbar aus: Dr.-Ing. H. Strickert, "Hitzdraht- und Hitzfilmanemometrie", VEB Verlag Technik, Berlin, 1974, Seiten 19 bis 25, 85 bis 89 und 241, wobei ein als Hitzdraht ausgebildeter Meßgrößenaufnehmer in dem zu untersuchenden fließenden Medium angeordnet wird. Dabei kann dem Meßgrößenaufnehmer ein konstanter Heizstrom aufgeprägt werden und die Temperatur oder der elektrische Widerstand des Meßgrößenaufnehmers als Maß für die Geschwindigkeit der Strömung verwendet werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Heizstrom bei Geschwindigkeitsänderungen derart nachgeregelt werden, daß die Temperatur oder der elektrische Widerstand konstant bleibt. Der Meßgrößenaufnehmer ist in einer Brückenschaltung angeordnet, wobei zur Verarbeitung des aus der Meßbrücke erhaltenen Signals eine Differenzierschaltung verwendet werden kann. Die Anordnung kann sowohl für stationäre als auch für instationäre Strömungsfelder verwendet werden.

In der DE-PS 36 37 917 C1 ist eine Vorrichtung beschrieben, die aus einer in einem Leitungszug für das fließende Medium liegenden Leitungsverengung, einem das Medium in der Leitungsverengung erwärmenden Heizelement und einer die Temperatur des Mediums erfassenden Temperatursonde besteht. Dabei liegen das Heizelement und die Temperatursonde in der Leitungsverengung gegenüber und sind in der Leitungswand thermisch isoliert derart angeordnet, daß ihre Wärmeübergangsflächen quer zur Fließrichtung des Mediums liegen. Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß zwischen Heizelement und Temperatursonde, d. h. in dem ganzen Strömungsbereich, eine Temperaturänderung vorhanden sein muß, damit die Temperatursonde die von dem Heizelement gegebene Wärme feststellen kann. Die dem Medium ausgesetzte Heizfläche ist relativ gering, da nur die direkt mit dem Medium in Berührung stehende Fläche zur Heizung desselben beiträgt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung der Förderung eines in einer Förderleitung diskontinuierlich fließenden Mediums zu schaffen, die geeignet ist, sehr kleine Fördermengen zu erfassen und die sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb kostengünstig ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Dadurch, daß die mit dem gleichzeitig als Wärmequelle und als Temperaturfühler dienenden temperaturabhängigen Widerstand verbundene Auswerteschaltung eine Differenzierschaltung und einen mit dieser verbundenen Schwellenwertschalter aufweist, der das Ausgangssignal der Differenzierschaltung mit einem den Beginn der Förderung definierenden vorgegebenen Schwellenwert vergleicht, können auch kleinste Fördermengen erkannt werden.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Durch Vergleich des differenzierten Ausgangssignals bei Temperaturzunahme und Temperaturabnahme mit vorgegebenen Schwellenwerten kann die Förderzeit erkannt und bestimmt werden sowie bei definierten Randbedingungen die Fördermenge.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1 und

Fig. 2 ein Signaldiagramm der Signale an unterschiedlichen Punkten der Schaltung nach Fig. 1.

Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dient zur Überwachung der Förderung eines fließenden Mediums, wie der Förderung von Gasen, Flüssigkeiten, Pasten, Suspensionen oder dergleichen, in Rohrleitungen, wobei das Medium, beispielsweise ein Schmiermittel, in Schüben, d. h. diskontinuierlich gefördert wird. Das Medium befindet sich nach Fig. 1 in einem Rohrabschnitt 1, der als besondere Meßkammer ausgebildet sein kann. In dem Rohrabschnitt 1 ist ein temperaturabhängiger Widerstand 2, der gleichzeitig eine Wärmequelle und einen Temperaturfühler darstellt, angeordnet, dessen elektrische Anschlüsse durch die Wand des Rohrabschnittes 1 nach außen geführt sind. Der temperaturabhängige Widerstand 2 ist mit einer Differenzierschaltung 3 verbunden, wobei zur Temperaturkompensation ein Widerstandsnetzwerk 6, 7, 8 zwischenge­ schaltet ist. Dabei können der Widerstand 6 oder der Widerstand 7 als Thermistoren ausge­ bildet sein. Die Differenzierschaltung 3 ist mit einem ersten und einem zweiten Schwellenwert­ schalter 4, 5 verbunden, deren Ausgänge an ein logisches Netzwerk 9 oder einen Mikro­ prozessor angeschlossen sind.

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 soll nun anhand der Diagramme nach Fig. 2 erläutert werden. Fig. 2a zeigt die Ansteuerung für die Förderpumpe, die das in der Rohrleitung fließende Medium fördert, wobei in dem ersten Abschnitt die Pumpe ausgeschaltet ist, dann eingeschaltet wird, so daß das Medium fließt und anschließend wieder ausgeschaltet wird. Im ersten Abschnitt ist das Medium in Ruhe, wodurch der temperatur­ abhängige Widerstand als Wärmequelle Medium um sich herum erwärmt und sich eine erwärmte Zone um den temperaturabhängigen Widerstand 2 herum ergibt. Fließt das Medium, so wird das erwärmte Medium von dem temperaturabhängigen Widerstand 2 weg gefördert, d.h. die erwärmte Zone wird in dem Rohrabschnitt in Pfeilrichtung verschoben und kaltes Medium wird an dem temperaturabhängigen Widerstand 2 vorbeigeführt und umgibt ihn. Kommt das Medium nach dem Ausschalten der Pumpe wieder zur Ruhe, so wird der Bereich um den temperaturabhängigen Widerstand 2 wieder erwärmt. Dieser Vorgang ist in Fig. 2b zu erkennen, in der der Wider­ standswert des temperaturabhängigen Widerstands 2 in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt ist. Wenn das Medium warm ist, ist der Widerstands­ wert beispielsweise gering (1), wird die erwärmte Zone weg­ geführt, so steigt der Widerstand relativ schnell an (2) und bleibt dann mit dem höheren Widerstands­ wert so lange konstant, wie das Medium gefördert wird (3). Nach Abschalten der Pumpe und darauffolgendem Stillstand des Mediums wird der Bereich um den temperaturabhängigen Widerstand wieder erwärmt und sein Widerstands­ wert nimmt ab (4), bis er wieder seinen konstanten niedrigen Wert erreicht (5). Dieses Signal nach Fig. 2b liegt an dem Schaltungspunkt A, dem Eingang der Differenzier­ schaltung 3 an. Fig. 2c zeigt das Signal am Punkt B, dem Ausgang der Differenzierschaltung. Dort wird ein positives Ausgangssignal abgegeben, solange der Widerstandswert des temperatur­ abhängigen Widerstandes 2 ansteigt und ein negatives Ausgangssignal, wenn der Widerstandswert abfällt. Dabei ist dieses Ausgangssignal direkt proportional zur Änderungs­ geschwindigkeit des Eingangssignals. Fig. 2d zeigt das Ausgangssignal an den Aus­ gängen C und D der Schwellenschalter 4, 5, wobei der eine Schwellenwertschalter das positive Ausgangssignal und der andere Schwellenschalter das negative Ausgangssignal anspricht. Über die Schwellenschalter 4, 5 kann somit erkannt werden, wann die Pumpe ein- und ausgeschaltet wird oder wann der Fördervorgang beginnt und beendet wird. Durch Verknüpfung der zwei Signale der Schwellenschalter 4, 5 in dem logischen Netz­ werk 9, das auch Zeitmeßglieder und Zähler enthalten kann, oder in einem Mikroprozessor kann die Dauer der Förderung entsprechend Fig. 2e und ebenfalls die Fördermenge bestimmt werden, wobei dazu die Randbedingungen wie Fördergeschwindigkeit, Druck und die Abmessungen der Rohrleitung bekannt sein und gegebenenfalls konstant gehalten werden müssen.

Die Schwellenwerte der Schwellenwertschalter können so eingestellt werden, daß langsame Temperaturänderungen, beispielsweise der Umgebungstemperatur keinen Schaltvorgang auslösen. Der Beginn der Förderung des Mediums wird dabei dennoch erfaßt, da in diesem Falle eine schnelle Temperaturänderung auftritt. Daher ist es möglich, das Widerstandsnetzwerk 6 bis 8 auch wegzulassen.

Anstelle des logischen Netzwerks oder des Mikroprozessors können auch eine Rechen­ schaltung, eine speicherprogrammierbare Steuerung oder ein sonstiger programmierbarer Rechner vorgesehen sein.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Überwachung der Förderung eines in einer Förderleitung diskontinuierlich fließenden Mediums mit einer das Medium lokal erwärmenden Wärmequelle und einem die Temperatur des Mediums erfassenden Temperaturfühler, wobei ein einziger temperaturabhängiger Widerstand, der innerhalb der Förderleitung angeordnet ist, die Wärmequelle und gleichzeitig der Temperaturfühler ist, sowie mit einer das Signal vom Temperaturfühler auswertenden vom Auswerteeinrichtung, die eine das Temperatursignal vom Temperaturfühler empfangende Differenzierschaltung aufweist, gekennzeichnet durch einen mit der Differenzierschaltung (3) verbundenen Schwellenwertschalter (4), der das Ausgangssignal der Differenzierschaltung (3) mit einem den Beginn der Förderung definierenden vorgegebenen Schwellenwert vergleicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzierschaltung (3) mit einem zweiten Schwellenwertschalter (5) verbunden ist, der das Ausgangssignal der Differenzierschaltung (3) mit einem zweiten, das Ende der Förderung definierenden vorgegebenen Schwellenwert vergleicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltungsanordnung (6 bis 8) zur Temperaturkompensation vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zur Temperaturkompensation mindestens einen Thermistor (6, 7) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitmeßglied zur Bestimmung der Förderzeit mit den Schwellenwertschaltern (4, 5) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprozessor oder eine Verknüpfungsschaltung zur Bestimmung der Förderzeit und/oder der Fördermenge vorgesehen ist.