DE3932735A1 - Arrangement for detecting flow quantities in gas meters - has flow driven element with alloy wire moved past sensor coil in static magnetic field - Google Patents

Arrangement for detecting flow quantities in gas meters - has flow driven element with alloy wire moved past sensor coil in static magnetic field

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Abstract

An arrangement for measuring flow quantities in gas meters contains at least one element (2) driven by the gas flow with a piece of cobalt-iron-vanadium alloy wire (4) and a sensor coil (6) in a static magnetic field. The piece of wire is moved past the sensor coil. The element may contain a number of corresp. wires. The element is made of non-ferromagnetic material and the sensor coil is associated with an electronic meter. USE/ADVANTAGE - The simple arrangement has simple temp. compensation and substantial immunity to external influences on the measurement results.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Erfas­ sen der Durchflußmengen bei Gaszählern mit wenigstens ei­ nem vom Gasstrom angetriebenen Element.The invention is directed to a device for detection sen the flow rates in gas meters with at least egg element driven by the gas flow.

Gaszähler sind in unterschiedlichen Bauweisen bekannt. Hier stellen Ausgangspunkt der Erfindung diejenigen Zähler dar, die wenigstens über ein bewegbares Element verfügen, wobei die Bewegung dieses Elementes zur Gasmengenmessung herangezogen wird.Gas meters are known in different designs. The starting point of the invention are those counters which have at least one movable element, the movement of this element for gas quantity measurement is used.

Neben rein mechanischen Übertragungsproblemen bestehen wei­ tere Probleme z. B. in der mangelnden Genauigkeit, in der Temperaturanfälligkeit und der Anfälligkeit, von außen kom­ mende Manipulationen nicht unterbinden zu können.In addition to purely mechanical transmission problems, white tere problems e.g. B. in the lack of accuracy in the Susceptibility to temperature and the susceptibility to com unable to prevent manipulation.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der eine einfache Temperaturkompensation erreichbar ist, ein einfacher Aufbau gewährleistet ist und mit der insbe­ sondere auch ein Einfluß von außen auf die Zählergebnisse weitestgehend vermieden werden kann.The object of the invention is to provide a solution with a simple temperature compensation can be achieved, a simple structure is guaranteed and with the esp especially an external influence on the counting results can be largely avoided.

Mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das bewegte Element mit einem Drahtstück aus einer Kobalt-Ei­ sen-Vanadium-Legierung ausgerüstet ist und in einem sta­ tischen Magnetfeld eine Sensorspule vorgesehen ist, an der das Drahtstück vorbeigeführt wird.With a device of the type described in the introduction solved this problem according to the invention in that the  moving element with a piece of wire from a cobalt egg Sen-vanadium alloy is equipped and in a sta tical magnetic field, a sensor coil is provided on the the piece of wire is passed.

Die Erfindung macht sich den sogenannten Wiegand-Effekt zu­ nutze, der darin besteht, daß ein derartiger ferromagneti­ scher Draht nach entsprechender Behandlung bei Überschrei­ ten einer sogenannten Zündfeldstärke seine Magnetisierungs­ richtung spontan ändert. Ein derartiger bekannter Draht be­ steht aus einem weichmagnetischen Kern, der von einer ma­ gnetisch härteren Schale umgeben ist. Dabei können Kern und Schale in gleicher Richtung magnetisiert sein. Bei An­ legen eines ausreichend starken äußeren magnetischen Fel­ des und bei Erreichen der notwendigen Zündfeldstärke klappt spontan die Magnetisierungsrichtung des Kernes um, während die Schale ihre Magnetisierungsrichtung noch beibe­ hält. Durch das Umklappen entsteht eine Flußänderung, die in der Sensorspule einen Spannungsimpuls induziert, der je nach Anzahl der Windungen der Sensorspule mehrere Volt be­ tragen kann bei einer Halbwertbreite von 10 bis 20 µs.The invention adopts the so-called Wiegand effect Use, which is that such a ferromagneti wire after appropriate treatment if exceeded a so-called ignition field strength its magnetization direction changes spontaneously. Such a known wire be is made of a soft magnetic core, which is from a ma gnetically harder shell is surrounded. Thereby core and the shell must be magnetized in the same direction. At An of a sufficiently strong external magnetic field of and when the necessary ignition field strength is reached spontaneously flips the direction of magnetization of the core, while the shell still keeps its magnetization direction holds. By folding over there is a change in flow, the induces a voltage pulse in the sensor coil, each be several volts depending on the number of turns of the sensor coil can wear at a half width of 10 to 20 µs.

Die Erfindung macht sich den Einsatz dieses Phänomens als Anwendung bei Gaszählern zunutze, wobei erkennbar keiner­ lei Hilfsenergien benötigt werden, ein einfacher robuster Aufbau zu niedrigen Kosten notwendig ist und wobei eine ho­ he Sicherheit gegen von außen zusätzlich angelegter Magnet­ felder gegeben ist, da diese das Zählverhalten nicht beein­ flussen.The invention makes use of this phenomenon as Use in gas meters, but clearly none lei auxiliary energy are required, a simple robust Construction at low cost is necessary and being a ho he security against an additional magnet from the outside  fields is given as this does not affect the counting behavior rivers.

In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß eine Mehr­ zahl von entsprechenden Drahtstücken am bewegten Element vorgesehen sind, wobei zweckmäßig das Element aus einem nicht ferromagnetischen Material gefertigt ist.In an embodiment, the invention provides that a more Number of corresponding pieces of wire on the moving element are provided, the element expediently consisting of a is not made of ferromagnetic material.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Sensorspule ein elektronisches Zählwerk zugeordnet ist, wobei das elektro­ nische Zählwerk mit einem Mikroprozessor/Speicher ausgerü­ stet sein kann, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht.In an embodiment it is provided that the sensor coil Electronic counter is assigned, the electro African counter equipped with a microprocessor / memory Steady, as the invention also provides.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn ein derartiger Mikroprozes­ sor neben einer Impulsaufbereitung und -erfassung aus dem elektronischen Zählwerk auch mit einer Temperaturkompensa­ tionseinrichtung ausgerüstet ist.It is useful if such a microprocess sor in addition to pulse processing and acquisition from the electronic counter also with a temperature compensation tion device is equipped.

Die Temperaturkompensationseinrichtung ist zweckmäßig mit Temperaturmeßfühlern zur Bestimmung der Gastemperatur ei­ nerseits und der Umgebungstemperatur andererseits ausgerü­ stet, um so zu entsprechend genauen Meßwerten gelangen zu können.The temperature compensation device is useful with Temperature sensors for determining the gas temperature on the other hand and the ambient temperature on the other hand continuously in order to arrive at correspondingly precise measured values can.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in The invention is below with reference to the drawing explained in more detail, for example. This shows in  

Fig. 1 den schematischen Aufbau des Gaszählers gemäß der Erfindung sowie in Fig. 1 shows the schematic structure of the gas meter according to the invention and in

Fig. 2 ein vereinfachtes Prozessorschaltbild. Fig. 2 is a simplified processor circuit diagram.

In einem andeutungsweise wiedergegebenen Gehäuse 1 eines Gaszählers ist ein ebenfalls nur andeutungsweise wiederge­ gebenes rotierendes Element 2, angetrieben vom durch die Pfeile 3 dargestellten Gasstrom untergebracht.In a hintly reproduced housing 1 of a gas meter is a likewise only hinted reproduced rotating element 2 , driven by the gas flow represented by the arrows 3 .

Auf dem bzw. an dem rotierenden Element 2 ist wenigstens ein Drahtstück 4 mit einem Kern und einer umhüllenden Scha­ le untergebracht aus einer Kobalt-Eisen-Vanadium-Legie­ rung. Dieses Drahtstück 4 ist so angeordnet, daß es ein von einem Dauermagneten 5 gebildetes magnetisches Feld durchläuft, dem auch eine Sensorspule 6 zugeordnet ist.On or on the rotating element 2 , at least one piece of wire 4 with a core and an enveloping shell is housed from a cobalt-iron-vanadium alloy. This piece of wire 4 is arranged so that it passes through a magnetic field formed by a permanent magnet 5 , to which a sensor coil 6 is also assigned.

Aufgrund der Materialeigenschaft des Drahtstückes 4 schlägt die Magnetisierungsrichtung des Kernes dann um, wenn innerhalb des vom Magneten 5 gebildeten Magnetfeldes die Zündfeldstärke überschritten wird von ca. 8 A/cm, wo­ bei der Durchmesser des Drahtes z. B. 0,25 mm betragen kann.Due to the material property of the wire piece 4 , the direction of magnetization of the core changes when the ignition field strength is exceeded within the magnetic field formed by the magnet 5 of about 8 A / cm, where the diameter of the wire z. B. can be 0.25 mm.

Der in der Sensorspule 6 induzierte Spannungsimpuls ist in Fig. 1A qualitativ aufgezeichnet. The voltage pulse induced in the sensor coil 6 is qualitatively recorded in FIG. 1A.

Fig. 2 zeigt vereinfacht die weitere Aufbereitung dieses Impulssignales, welches durch die Impulsaufbereitung und der -erfassung neben einem Mikroprozessor/Speicher 8 zuge­ führt wird. Gleichzeitig verfügt die Einrichtung über eine Temperaturkompensation, die in Fig. 2 mit 9 bezeichnet ist, einer oder mehreren Schnittstellen 10 sowie einem An­ zeigedisplay 11, auf dem die vom Prozessor aufbereiteten Informationen optisch darstellbar sind, worauf es hier nicht näher ankommt. Fig. 2 shows in simplified form the further processing of this pulse signal, which is supplied by the pulse processing and acquisition in addition to a microprocessor / memory 8 . At the same time, the device has a temperature compensation, which is designated in FIG. 2 with 9 , one or more interfaces 10 and an on display 11 , on which the information prepared by the processor can be visualized, which is not important here.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Er­ findung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So können mehrere Impulsgeber­ drähte 4 vorgesehen sein oder auch sich linear bewegende Elemente als Träger für die Drähte 4, die beispielsweise eine pulsierende Bewegung im Magnetfeld ausführen u. dgl. mehr.Of course, the described embodiment of the invention can be modified in many ways without departing from the basic idea. Thus, several pulse generator wires 4 can be provided or linearly moving elements as carriers for the wires 4 , which, for example, perform a pulsating movement in the magnetic field and. Like. more.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Erfassen der Durchflußmengen bei Gaszäh­ lern mit wenigstens einem vom Gasstrom angetriebenen Ele­ ment, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Element (2) mit einem Drahtstück (4) aus einer Kobalt-Eisen-Vanadium-Legierung ausgerüstet ist und in einem statischen Magnetfeld eine Sensorspule (6) vorgesehen ist, an der das Drahtstück (4) vorbeigeführt wird.1. Device for detecting the flow rates at Gaszäh learn with at least one element driven by the gas flow, characterized in that the driven element ( 2 ) is equipped with a piece of wire ( 4 ) made of a cobalt-iron-vanadium alloy and in a static Magnetic field, a sensor coil ( 6 ) is provided, past which the wire piece ( 4 ) is guided. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von entsprechenden Drahtstücken (4) am Element (2) vorgesehen sind.2. Device according to claim 1, characterized in that a plurality of corresponding wire pieces ( 4 ) are provided on the element ( 2 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (2) aus einem nicht ferromagnetischen Mate­ rial gefertigt ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the element ( 2 ) is made of a non-ferromagnetic mate rial. 4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorspule (6) ein elektronisches Zählwerk (7) zu­ geordnet ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor coil ( 6 ) an electronic counter ( 7 ) is arranged. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Zählwerk (7) mit einem Mikroprozes­ sor/Speicher (8) ausgerüstet ist, wobei dieser Prozessor (8) neben einer Impulsaufbereitung und -erfassung (7) aus dem elektronischen Zählwerk mit einer Temperaturkompensa­ tionseinrichtung (9) ausgerüstet ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic counter ( 7 ) with a microprocessor / memory ( 8 ) is equipped, this processor ( 8 ) in addition to pulse processing and detection ( 7 ) from the electronic counter is equipped with a temperature compensation device ( 9 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturkompensationseinrichtung (9) mit Tempera­ turmeßfühlern zur Bestimmung der Gastemperatur und der Um­ gebungstemperatur ausgerüstet ist.6. The device according to claim 5, characterized in that the temperature compensation device ( 9 ) is equipped with tempera ture sensors for determining the gas temperature and the ambient temperature.
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