DE4427669A1 - Vorrichtung zur Aufnahme von Geschwindigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Geschwindigkeiten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der US-Druckschrift "12th Material ISA Analysis Instr. Symposium, Houston, Texas, 1966: Vol. 4, Seiten 181-198" ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, die allerdings nicht zur Aufnahme von Geschwindigkeiten, sondern zur manuellen Polyelektrolytbestimmung ausgebildet ist.

Die vorgenannte Vorrichtung wird durch die aus der DE-PS 40 08 916 bekannte Vorrichtung zur automatisierten Polyelektrolytbestimmung weitergebildet. Zu dem Probengefäß mit einem elektrisch isolierenden, zylindrischen Innenabschnitt, einem darüberliegenden, anschließenden Einfüllabschnitt größeren Durchmessers, Elektroden im wesentlichen im Bereich der Enden des zylindrischen Innenabschnittes, einen isolierenden Kolben, der mit definierten geringen Spiel im zylindrischen Innenabschnitt auf- und abbewegbar ist, und Einrichtungen, die die Ladungsverschiebung zwischen den Elektroden erfassen, kommen Mittel zur Automatisierung der Polyelektrolytbestimmung. Es wird vorgeschlagen, eine Abflußleitung, die am Boden des zylindrischen Abschnittes mündet, eine Spülleitung mit Ventil zum gesteuerten Zuführen von Spülflüssigkeit in den Einfüllabschnitt und eine Steuerung vorzusehen, die mit Einrichtungen zum Antreiben des Kolbens, einem Ventil in der Abflußleitung und dem Spülventil verbunden ist. Nach jeder Durchführung einer Polyelektrolytbestimnmung wird der untersuchte Stoff durch die Abflußleitung abgeführt, Spülflüssigkeit zugeführt und unter Bewegung des Kolbens durch die Abflußleitung abgeführt.

Mit weiteren zusätzlichen Mitteln wird die automatische Bestimmung von Polyelektrolyten gut beherrscht, darüber hinaus werden keine weiteren Anwendungen der Vorrichtung vorgeschlagen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung der eingangs genannten Art, zur Bestimmung von Geschwindigkeiten nutzbar zu machen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den in den Ansprüchen genannten und im Ausführungsbeispiel näher erläuterten Mitteln gelöst.

Wesentlich an der Erfindung ist, daß von der an sich bekannten Vorrichtung die zu messende Geschwindigkeit aufgenommen wird. Da die einmal eingefüllte kolloidale Flüssigkeit in der Vorrichtung verbleibt, werden von der erzwungenen Strömung immer gleiche geschwindigkeitsproportionale Strömungspotentiale erzeugt. Die Geschwindigkeit wird direkt oder über Getriebe auf die Vorrichtung übertragen. Es ist unerheblich, ob der Kolben oder der Grundkörper bewegt wird.

Zur Vermeidung von Flüssigkeitsverlust ist es vorteilhaft, den Hohlraum zu verschließen.

Zur Gewährleistung der Strömung zwischen den Hohlräumen ist ein Spiel zwischen Kolben und Grundkörper ausreichend. Sofern durch das Spiel keine exakte Führung des Kolbens möglich ist, sind externe Mittel zur Kolbenführung vorzusehen. Die Strömung kann auch durch Spalten, Bohrungen u. a. in Kolben und/oder Grundkörper erzeugt und eine ausreichende Führung durch spielfreie Anordnung des Kolbens im Grundkörper erreicht werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Rückstellfeder vorgesehen, die sich zwischen Grundkörper und Kolbenverlängerung abstützt. Damit wird die Aufwärtsbewegung des Kolbens entgegen der zu messenden Geschwindigkeit gewährleistet.

Es ist weiterhin vorteilhaft, die Elektroden in Ringform auszubilden, um die Kontaktfläche zu vergrößern.

Für die Vorrichtung ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten für Messungen, bei denen es auf schnelle und direkte Bestimmung der Geschwindigkeit ankommt.

Neben der Darstellung periodischer Geschwindigkeitsverläufe, beispielsweise an umlaufenden Teilen, ist auch die Bestimmung von Rundlaufabweichungen und anderer Formabweichungen sowie die Ermittlung von Drehzahlen und Drehzahlschwankungen, z. B. Getriebeanalyse, durch grafische Aufzeichnung des Ausgangssignals möglich. Eine weitere Anwendung ist die Überwachung von Unwuchten rotierender Teile.

Da der Sensor sehr trägheitsarm ist, kommen auch Anwendungen in Frage, bei denen sehr schnelle Bewegungen überwacht werden sollen, z. B. bei Schaltschützen.

Der Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß diese leicht zu fertigen ist, im Wesentlichen aus zwei Materialien besteht und damit gut recyclebar ist.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild mit periodisch eingebrachter Geschwindigkeit,

Fig. 3 ein Blockschaltbild mit einmalig wegbegrenzt eingebrachter Geschwindigkeit.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform besteht die Vorrichtung aus einem isolierenden Grundkörper 1 der aus Polytetrafluorethylen hergestellt ist. Der Kolben 2 ist aus gleichem Material gefertigt und spielfrei in die kleinere Bohrung des Grundkörpers 1 eingepaßt. Zur Gewährleistung der benötigten Strömung ist ein Strömungskanal 5 vorgesehen, der vom unteren Ende des Kolbens bis über die Kolbenführung hinaus reicht. Der Hohlraum des Grundkörpers ist mit 5 ml destiliertem Wasser gefüllt, worin 2,5 mg polyethylensulfonsaures Natrium gelöst ist. Um den Grundkörper 1 ist ein ringförmiger Anschlag 6 vorgesehen. An der Verlängerung des Kolbens 2 ist eine Kappe 7 befestigt. Zwischen dem Anschlag 6 und der Kappe 7 ist eine Rückstellfeder 8 angeordnet, die die Aufwärtsbewegung des Kolbens übernimmt.

Die Versuchsanordnung nach Fig. 2 besteht neben der Vorrichtung aus dem zu messenden System, einem Verstärker und einem Oszillator. Mit der Versuchsanordnung wurden periodische Geschwindigkeiten gemessen. Die Ausgangsspannung hatte eine Amplitude von 11 mV. Daraus ergibt sich eine maximale Geschwindigkeit von 0,1 m/s.

Mit der gleichen Versuchsanordnung wurden nach Fig. 3 einmalig wegbegrenzte Geschwindigkeiten gemessen. Bei einer Ausgangsspannung mit einer Amplitude von 3,8 mV ergibt sich eine maximale Geschwindigkeit von 1 m/s.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Aufnahme von Geschwindigkeiten, bestehend aus einem isolierenden Grundkörper (1) der einen Hohlraum mit zwei unterschiedlichen Durchmessern aufweist, einem Kolben (2) der im kleineren der beiden Hohlräume auf- und abbewegbar gelagert ist, zwei Elektroden (3, 4) im Bereich der Enden des zylindrischen kleineren Hohlraumes, mit Einrichtungen zur Messung einer Ladungsverschiebung zwischen den Elektroden (3, 4), dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenbewegung durch die auf zunehmende Geschwindigkeit erzeugt wird, der Hohlraum ständig mit einer kolloidalen Flüssigkeit gefüllt ist, die bei ausgefahrenem Kolben die Elektroden (3, 4) benetzt, und ein Strömungsweg zwischen den beiden Hohlräumen vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Hohlraum nach außen flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß am Grundkörper (1) ein ringförmiger Anschlag (6) vorgesehen ist, an der Verlängerung von Kolben (2) eine Kappe (7) befestigt ist und zwischen Anschlag (6) und Kappe (7) eine Rückstellfeder (8) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektroden (3, 4) Ringelektroden sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß der Strömungsweg wenigstens ein Spalt (6) im Kolben (2) und/oder im Grundkörper (1) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Strömungsweg wenigstens eine Bohrung im Grundkörper (1) und/oder im Kolben (2) ist.