DE417793C

DE417793C - Device for measuring flow rates

Info

Publication number: DE417793C
Application number: DEA43643D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1924-12-04
Filing date: 1924-12-04
Publication date: 1925-09-16

Description

Vorrichtung zum messen von Strömungsmengen. Unter den elektrischen Vorrichtungen zum Messen von Strömungsmengen, welche die Wirkung des Druckunterschiedes zwischen zwei Punkten einer Leitung auf die Flüssigkeitssäule in einem U-Rohr zur Anzeige benutzen, ist u. a. die Anardnung bekannt, bei der der eine Schenkel dieser Flüssigkeit selbst als Sekundärteil des Meßtransformators dient. Durch das Heben und Senken der Flüssigkeitssäule wird der Widerstand des Sekundärteils des Transformators verändert, so daß der im Primärteil fließende Strom eine Funktion der Strömungsmenge wird. Dabei wird angestrebt, die Stromstärke oder die primär aufgenommene ZVattzahl der zu messenden Durchflußmenge unmittelbar proportional zu machen.Device for measuring flow rates. Among the electric Devices for measuring flow rates, which determine the effect of the pressure difference between two points of a line to the liquid column in a U-tube Using the display is, among other things. the anardnung known in which one leg of this Liquid itself serves as the secondary part of the measuring transformer. By lifting and lowering the column of liquid becomes the resistance of the secondary part of the transformer changed so that the current flowing in the primary part has a function the Flow rate is. The aim is to determine the current strength or the primarily absorbed ZVattzahl to make the flow rate to be measured directly proportional.

Wenn die Kammer, in der die Flüssigkeitssäule aufsteigt, gleichbleibenden Querschnitt hat, so ist die Höhe der Flüssigkeitssäule dem Quadrat der, in der Leitung strömenden Menge proportional. Soll die Anzeige direkt proportional sein, so muß sie ihrerseits dem Wurzelwert der Flüssigkeitshöhe proportional gemacht werden. Bekannt sind für diesen Zweck. Anordnu.n:gen, bei denen entweder durch passende Gestaltung der Flüssigkeitskammer eine der gewünschten Beziehung entsprechende Querschnittsceränderung vorgesehen oder durch Einlegen eines Widerstandes in den Primärkreis eine Annäherung an das quadratische Gesetz erreicht wird, die dann durch besondere Gestaltung des Flüssigkeitsraumes zur vollständigen Obereinstimmung gebracht wird. Die genaue Herstellung der notwendigen Gefäßformen verursacht aber erhebliche Schwierigkeiten; außerdem sind, falls irgendwelche Abweichungen von der erforderlichen Form, beispielsweise zufolge ungenauer Gestaltung, falschen Eisengewichts o. dgl., einmal vorhanden sind, bei den bekanntenAnordnungen .die -Mittel, diesen Fehler auszugleichon, äußerst unzureichend. Eine Veränderung des Widerstandes im Primärkreis bedingt eine Veränderung der Kurvenform, so d.aß man gleichzeitig andere Größen verändern muß. Dafür käme allenfalls eine praktisch fast unmögliche Veränderung der Windungszahl der Primärspule oder eine vollständige Neubearbeitung der Gestalt der Flüssigkeitskammer in Frage.When the chamber in which the column of liquid rises, constant Cross-section, the height of the column of liquid is the square of, in the pipe flowing amount proportional. If the display is to be directly proportional, then must they in turn are made proportional to the root value of the liquid height. Are known for this purpose. Arrangements where either by matching Design of the liquid chamber a change in cross section corresponding to the desired relationship provided or an approximation by inserting a resistor in the primary circuit to the quadratic law is achieved, which then by special design of the Fluid space is brought to complete agreement. The exact manufacture the necessary vessel shapes, however, cause considerable difficulties; aside from that are, if any deviations from the required shape, for example due to inaccurate design, incorrect iron weight or the like, are once available, in the known arrangements. the means to compensate for this error, extremely insufficient. A change in resistance in the primary circuit causes a change the shape of the curve, so that other variables have to be changed at the same time. That would come at most a practically almost impossible change in the number of turns of the primary coil or a complete reworking of the shape of the liquid chamber in question.

Im Gegensatz zu den erwähnten Anordnungen betrifft die Erfindung einen Strömungsmesser mit gerader Flüssigkeitskammer von gleichem Querschnitt, bei dem durch Verstellung sowohl des Transforma,torkerns als auch der Spule relativ zum Kern eine Einstellung des Nullstromes so vorgenommen werden kann, daß die aufgenommene Wattzahl der Strömungsmenge unmittelbar proportional ist.In contrast to the arrangements mentioned, the invention relates to one Flow meter with a straight liquid chamber of the same cross-section in which by adjusting both the transformer, gate core and the coil relative to the Core an adjustment of the zero current can be made so that the recorded Wattage is directly proportional to the amount of flow.

In Abb. r stellt Kurve A das quadratische Gesetz der Abhängigkeit zwischen der Flüssigkeitshöhe H und der Strömungsmenge G dar. Die Gerade B bezeichnet die direkte Proportio-nalität zwischen H und der aufgenommenen Wattzahl 4V bei gleichem Querschnitt und vernachlässigbar kleinem Widerstand R1 im Primärkreis. Berücksichtigt man den Widerstand im Primärkreis, so wird der Primärstrom annäherungsweise dargestellt durch die Formel: wobei D die Klemmenspannung ist, und die Wattzahl darin is,t der Widerstand des Sekundärkreises worin die Konstante Ho den Leitwert eines für den Nullausschlag vorzusehenden Flüssigkeitsraumes darstellt. Damit wird aus Form e1 wofür man schreiben kann, wenn man setzt: Die Gleichung 6 stellt zwar keine Parabel dar, jedoch verläuft die Kurve C, die mit ihrer Hilfe unter geeigneter Wahl der Konstanten aufgestellt werden kann, ziemlich angenähert an :die Parabel A. Nun ist jedoch zu beachten, daß die Formeiin t und 2 nicht korrekt sind, sondern daß vielmehr, wie bei allen Transformatoren kleiner Leistung, der Leerlaufstrom eine nicht zu vernachlässigende Rolle spielt. Damit ergibt sich ein für jede Belastung verschiedener cos cp. In Abb. 2 ist ein nicht maßstäbliches Vektoirendiagramm des Transformators dargestellt. Der Strom J" der Belastung, der im flüssigen Sekundärteil fließt, befindet sich in Phase mit der Spannun- E; wie ein Kurzs-chlußstrom. Der Spannungsabfall Ji, R1 im Ohmschen Widerstand des Primärkreises ist in Phase mit dem Primärstrom JI. Es erhellt daraus, daß der cos (p von der Wahl der Konstanten R1 und C in Formell 4. in verschiedener Weise abhängig ist.In Fig. R, curve A represents the quadratic law of the relationship between the liquid height H and the flow rate G. The straight line B denotes the direct proportionality between H and the wattage 4V with the same cross-section and a negligibly small resistance R1 in the primary circuit. If the resistance in the primary circuit is taken into account, the primary current is approximately represented by the formula: where D is the terminal voltage, and the wattage therein is the resistance of the secondary circuit where the constant Ho represents the conductance of a liquid space to be provided for the zero deflection. This turns form e1 what you can write for if you bet: Equation 6 does not represent a parabola, but curve C, which can be set up with the help of a suitable choice of the constants, runs fairly close to: the parabola A. It should now be noted, however, that the formulas t and 2 are not correct rather, as with all transformers of low power, the no-load current plays a role that cannot be neglected. This results in a different cos cp for each load. A vector diagram of the transformer, not to scale, is shown in FIG. 2. The current J "of the load, which flows in the liquid secondary part, is in phase with the voltage E; like a short-circuit current. The voltage drop Ji, R1 in the ohmic resistance of the primary circuit is in phase with the primary current JI that the cos (p depends on the choice of the constants R1 and C in formula 4. in different ways.

Der Einfluß des cos cp wird nun erfindungsgemäß dazu benutzt, die aufgenommene Wattati.zahl der Durchflußmcn;ge direktproportional zu machen, @d. h. Kurve A und C zu vollständiger L-bereinstimmung zu bringen. Ordnet man nämlich im Meßgefäß einen genügend bemessen-en Flüssigkeitsraum so an', daß eine bestimmte Stromaufnahme auch dann stattfindet, wenn noch keine Gas- oder Dampfmenge durch die Leitung strömt, also bei Nullausschlag, so d:aß die Konstante C in Formel 4 eine gewünschte Größe annimmt, .dann ergibt sich die Veränderung des cos cp in Abhängigkeit von der Belastung, wie in Abb..3 dargestellt. Man erkennt daraus, daß man den cos cP, dessen Werte bei kleiner Belastung über, bei größerer Belastung unter einem be- stimmten Mittelwert liegen, bei geeigneter Wahl der Größen gerade zum Ausgleich der Abweichungen der Kurven A und C benutzen kann.The influence of the cos cp is now used according to the invention to make the recorded wattage of the flow rate meters directly proportional, ie to bring curves A and C to a complete L agreement. If one arranges a sufficiently sized liquid space in the measuring vessel in such a way that a certain current consumption takes place even when there is still no gas or steam flowing through the line, i.e. at zero deflection, then the constant C in formula 4 has one assumes the desired size, then the change in cos cp results as a function of the load, as shown in Fig. 3. It can be seen from this that the cos cP, the values of which are above a certain mean value when the load is small and below a certain average value when the load is greater, can be used to compensate for the deviations in curves A and C if the values are selected appropriately.

In Abb. ¢ ist eine solche Anordnung in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt. F ist der Flüssidkeitsrauim, der den Transformatorkern I( so uinggibt, daß die den Kern durchfließenden Kraftlinien in der Flüssigkeit den gewünschten Nullstrom induzieren.Such an arrangement is shown in an exemplary embodiment in FIG shown. F is the liquid space that gives the transformer core I (so that the lines of force flowing through the core in the liquid produce the desired Induce zero current.

Bei dieser Anordnung bietet nun auch der Ausgleich von etwa vorhandenen Herstellungsfehlern keine Schwierigkeiten, wenn man nicht nur die Konstante I21, sondern auch die Konstante C, den Nullastwert, willkürlich veränderlich macht. Das kann beispielsweise erfolgen durch Veränderung der Flüssigkeitsmenge oder durch Veränderung der Größe des Flüssigkeitsraumes durch Verschioben von Eintauchkörpern. Man kann jedoch auch den Transformatorkern so verlängern, daß sich die Primärspule, die auf dem mittleren Schenkel beweglich anzuordnen isst, auf diesem in der Längsrichtung verschieben läßt. Dadurch wird es möglich, den Kern im Gehäuse so zu verstellen, daß er tiefer in die- Flüssigkeit eintaucht, so daß durch die den Kein durchfließenden Kraftlinien ein größerer Nullstrom induziert wird, während die Primärspule dank ihrer verstellbaren Anordnung so eingestellt werden kann, daß ihre untere Kante wieder gerade mit dem Flüssigkeitsspiegel abschneidet.This arrangement now also provides compensation for any existing ones Manufacturing errors are not a problem if you not only use the constant I21, but also makes the constant C, the no-load value, arbitrarily variable. That can be done, for example, by changing the amount of liquid or by Change in the size of the liquid space by moving immersion bodies. However, you can also extend the transformer core so that the primary coil, which eats to be arranged movably on the middle leg, on this in the longitudinal direction can move. This makes it possible to adjust the core in the housing so that that it dips deeper into the liquid, so that the no flowing through it Lines of force a larger zero current is induced, thanks to the primary coil its adjustable arrangement can be adjusted so that its lower edge again just cut off with the liquid level.

In Abb. 4. ist auch diese letztere Ausführungsform angedeutet. Mittels des Vierkantes der Schraube T ist eine Vertikalverstellung, ,des Kernes I( möglich. Die richtige Einstellung der Spule S im Verhältnis zum Kern und zum Flüssigkeitsspiegel erfolgt durch die Stellschraube V. Bei Inbetriebsetzunig des Apparates werden diese beiden Schrauben so eingestellt, daß sich in drei Punkten richtige Anzeige ergibt, wodurch eine genügende Übereinstimmung .der Anzeige mit d:er Strömungsmenge im ganzen Belastungsgebiet gewährleistet ist.This latter embodiment is also indicated in Fig. 4. Means of the square of the screw T, a vertical adjustment,, of the core I (is possible. The correct setting of the coil S in relation to the core and the liquid level is done by adjusting screw V. When the device is started up, these both screws adjusted so that three points are correct, whereby a sufficient correspondence of the display with the flow rate as a whole Load area is guaranteed.

Abb. 5 veranschaulicht eine andere Ausführung, bei welcher einfach ein Metallring, z. B. Kupferring M, dazu benutzt ist, um bei Nullausschlag die Belastung im Sekundärkreis des Meßtransformators nach Belieben zu verändern. Durch jeweils passende Bemessung, also Auswechslung dieses Ringes, Zufügen oder Abnehmen von einzellnen Scheiben bei geteilter Ausführung des Ringes, kann die geeignete Belastung des Sekundärkreises eingeregelt werden.Fig. 5 illustrates another embodiment in which simple a metal ring, e.g. B. copper ring M, is used to reduce the load at zero deflection to change in the secondary circuit of the measuring transformer as desired. Through each Appropriate dimensioning, i.e. replacement of this ring, adding or removing individual cells Discs with a split design of the ring, can put the appropriate load on the secondary circuit be adjusted.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device zurrt measuring the amount of by a Line flowing medium, the pressure difference between two points of the Line can act on a liquid contained in a U-tube, the one Leg of the liquid as a variable resistance in place of the seconds, ärspul-e a measuring transformer is used, characterized in that a device such as B. a copper ring is provided, which allows the load at zero deflection to change arbitrarily in the secondary circuit of the measuring transformer so that the wattage increases linearly with the flow rate.

2. Apparatus according to claim i, characterized ; characterized in that as a means for changing the zero flow of the liquid, space is used below the coil itself.

3. Apparatus according to claim i and 2, characterized characterized in that the change in the zero current by changing the immersion depth of the transformer core in .the liquid takes place.

4. Apparatus according to claim i and 2,, dadur, ch marked that the core of the measuring transformer is extended is that the primary coil movably arranged on one leg is independent from the adjustment of the core to a desired position in relation to the liquid level can bring.