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Einrichtung zur Fernübertragung von Meßgrößen Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung zur Fernübertragung von Meßgrößen, bei der nach Art der Kompensationsmethode
eine mit einem Meßinstrument verbundene Kontaktwaage eine Geberimpulsapparatur steuert,
deren in ein Zweileiterübertragungsnetz gesandten Impulse die Empfängersysteme und
ein die Kontaktwaage überwachendes Rückstellsystem zur Wirkung bringen. Gemäß der
Erfindung sind die Empfängersysteme und das Rückstellsy stem als polarisierte elektromagnetische
Schrittschaltwerke ausgebildet; ferner steuert die Kontaktwaage ein die Polumschaltung
der Übertragerleitung bewirkendes Umschaltrelais und gleichzeitig eine für die Schrittschaltwerke
der Empfängersysteme und des Rückstellsystems gemeinsame Impulsgebevorrichtung;
schließlich erzeugt diese gemeinsame Impulsgebevorrichtung mittels eines Laufwerks
die Impulse in der übertragungsleitung. Die Erfindung macht die Gesamtheit der vorstehend
aufgezählten Merkmale aus, die, jedes für sich allein genommen, bekannt sind.
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Die Einrichtung nach der Erfindung macht also auf der Geberseite von
einer Kontaktwaage Gebrauch, die vom Meßinstrument und vom Rückstellsystem beeinflußt
wird. Da es sich jedoch im vorliegenden Fall um ein Stromimpuls- und nicht um ein
Stro,mänderungsverfahren handelt, so bewirkt diese Kontaktwaage nicht, wie bei bekannten
Einrichtungen, eine unmittelbare Steuerung des Rückstellsystems, daß eine Stromänderung
der Übertragerleitung herbeiführt. Gemäß der Erfindung steuert jene Kontaktwaage
vielmehr ein Geberimpulssystem, das die Fernempfangsapparatur und das Rückstellsystem
beeinflußt.
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Bei einer Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung enthält
daher die die Impulse erzeugende und in der übertragerleitung liegende Kontaktgebevorrichtung
ein Ferrarislaufwerk, dessen Erregerspule im Stromkreis der Kontaktwaage liegt.
Es kann jedoch auch ein Laufwerk anderen Aufbaus Verwendung finden, und es ist nicht
etwa erforderlich, daß das Laufwerk bei der Einrichtung nach der Erfindung mit gleichbleibender
Drehzahl umläuft; es ist in vielen Fällen sogar von Vorteil, wenn diese Drehzahl
beliebigen Schwankungen unterworfen ist.
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Es sind Schaltmittel vorgesehen, die immer ein den beiden Kontaktstellen
der Kontaktwaage entsprechendes richtiges Betreiben der durch die Impulse erregten
Empfangsapparaturen bewirken. Als ein solches Schaltmittel kann ein in der einen
Kontaktstellung der Kontaktwaage erregtes und die Polumschaltung der Fernleitung
bewirkendes Umschaltrelais Verwendung finden. Dabei müssen
auch
die Impulsrelais der Empfängerapparaturen und des Rückstellsystems so ausgebildet
sein, daß immer eine Zeigerverstellung in der erforderlichen -Richtung auftritt.
Hierbei kann man beispielsweise nach zwei Richtungen wirkende polarisierte Schrittschaltrelais
benutzen.
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Die Kupplung zwischen dem Rückstellsy stem und der Kontaktwaage erfolgt
zweckmäßig mechanisch, und zwar unter Zwischenschaltung einer Schraubenfeder.
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Einige Beispiele für die Art der Anzeige der Fernempfängerinstrumente
seien kurz skizziert. Das Empfängerimpulsrelais kann unmittelbar die Verstellung
eines die Meßgröße weisenden Zeigers oder die Zustandsänderung eines die Empfängerinstrumente
enthaltenden Stromkreises herbeiführen. Dies kann dadurch geschehen, daß das Impulsrelais
den beweglichen Kontakt eines im Empfangsmeßstromkreis liegenden Potentiometers
steuert. Auch ein Induktionsregler kann Benutzung finden. Eine solche Art der Fernanzeige
hat den Vorteil, daß als Empfangsinstrumente normale, anzeigende, registrierende
oder integrierende Geräte benutzt werden können.
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Die Geberimpulsapparatur ist weiterhin noch mit einem im Steuerkreis
des Laufwerks befindlichen Umschalter versehen, der eine \Zulleinstellung aller
Anzeigeinstrumente ermöglicht. Hierbei kann bei etwaigen auftretenden Unstimmigkeiten
der Meßgrößenangaben leicht wieder Synchronismus erzielt werden. Dieser Umschalter
kann entweder von Hand oder, was vielfach zweckmäßiger ist, periodisch von einer
Schaltuhr gesteuert werden.
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Die Einrichtung nach der Erfindung eignet sich auch zur Summenmessung
mehrerer gleichartiger Betriebsgrößen verschiedener Kraftwerke auf einer Zentralstation
und ermöglicht die Fernübertragung beliebiger Arten von Meßgrößen sowohl physikalischer
als auch mechanischer.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar; insbesondere
zeigt Abb. i die Schaltanordnung einer Fernmeßanlage und Abb.2 schematisch die Darstellung
einer Summenfernmeßeinrichtung. Die. Geberstation setzt sich aus einer Kontaktwaage
A, einer von dieser gesteuerten Geberimpulsapparatur B und einem die Rückverstellung
der Kontaktwaage A bewirkenden Rückstellsystem C zusammen.
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Die Kontaktwaage A enthält zwei mit einem Steuerkreis der Geberimpulsapparatur
verbundene Kontakte 1, 2 und einen zwischen diesen Kontakten 1, 2 spielenden und
von einem Leistungsmesser 3 beeinflußten sowie ebenfalls im Steuerstromkreis liegenden
Kontakthebel q..
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Die Geberimpulsapparatur B besitzt ein Laufwerk 5, das eine die Impulse
erzeugende und in der Übertragerleitung 6 liegende Kontaktvorrichtung 7 steuert.
In einem Leitungszweig 8 des das Laufwerk 5 steuernden Stromkreises liegt noch ein
einen Polumschalter 9 überwachendes Umschaltrelais io. Ein abwechselnd in Leitungszweige
i i und 12 des Steuerstromkreises einschaltbarer Umschalter 13 gestattet fernerhin,
den Steuerstromkreis von Hand oder auch periodisch durch eine Uhr zu schließen.
Mit der Fernleitung 6 steht eine Stromquelle 14 in Verbindung.
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Das hinter dem Polumschalter 9 in die Fernleitung6 eingeschalteteRückstellsystemC
weist ein Impulsrelais 15 auf, das als polarisiertes Schrittschaltrelais ausgebildet
ist und aus Spulen 16 und 17 sowie einem doppelpoligen und um den Punkt 18 verschwenkbaren
Anker i9 besteht. An den Enden des Ankers i9 ist nun je eine mit einem Klinkenrad
2o zusammenarbeitende Klinke 21, 22 angelenkt. Das Klinkenrad 2o trägt einen über
einer Skala 23 spielenden Zeiger 24.. Eine Schraubenfeder 25 ist einerseits mit
dem Klinkenrad 2o und andrerseits mit dem Kontakthebe1 q. der Kontaktwaage A verbunden.
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In der Schaltanordnung der Abb. i sind zwei Fernempfangsapparaturen
D und E an die Fernleitung 6 angeschlossen. Diese Empfängerapparaturen D und E enthalten
im wesentlichen je ein Impulsrelais 15', 15", die ebenfalls, wie das Impulsrelais
15 des Rückstellsy stems C, als polarisierte Schrittschaltrelais ausgeführt sind.
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Bei der ersten Empfangsapparatur D ist das Klinkenrad 2o' mit einem
beweglichen Kontakt 26 eines zu einer Stromquelle geschalteten Potentiometers 27
verbunden, das in dem ein normales Empfangsinstrument 28 enthaltenden Meßstromkreis
liegt.
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Bei der zweiten Empfangsapparatur E bewirkt das Klinkenrad 2o" die
direkte Verstellung eines über einer Skala 23' beweglichen Zeigers 2q.'.
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Diese Fernmeßanlage wirkt wie folgt: Bei einer Änderung der Meßgröße,
beispielsweise beim Fallen der Leistung, wird der Kontaktarm q. des Wattmeters 3
mit dem Kontakt :2 in Berührung kommen, wodurch der Steuerstromkreis des Laufwerks
5 geschlossen wird. Die vom Laufwerk 5 beeinflußte Kontaktvorrichtung 7 wird dann
abwechselnd geschlossen und geäffnet. Die hierdurch erzeugten und über einen Umschalter
9 in die Fernleitung 6 gesandten Stromimpulse der Gleichstromquelle 14 bewirken
dann die Erregung des Rückstellsystems C und der F ernempfangsapparaturen D und
E. Die
Klinken 21, 22 und 21', 22' so`vie 21", 22" der Impulsrelais
15, 15', 15" fangen dann an zu arbeiten und bewirken eine Rückwärtsverstellung sämtlicher
Klinkenräder 2o, 2o', 2o" des Rückstellsystems C und der Empfangsapparaturen D und
E.
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Durch die Rückwärtsdrehung des Klinkenrades 2o des Rückstellsvstems
C wird nun die Feder 25 um einen kleinen Betrag entspannt und schließlich in eine
Lage gebracht, derzufolge das Gleichgewicht zwischen den beiden Drehmomenten, nämlich
dem Drehmoment des Meßinstruments 3 und dem diesem entgegenwirkenden Drehmoment
der Feder 25, wiederhergestellt ist. Der Kontaktarm d. wird dann mit dem Kontakt
:2 außer Eingriff gelangen und seine Ruhelage einnehmen. Der Steuerstromkreis des
Laufwerks 5 ist wieder unterbrochen und das Laufwerk 5 zum Stillstand gebracht.
Da die Impulsrelais 15', 15" der Fernempfangsapparaturen D und E die gleiche Anzahl
Stromstöße wie das Impulsrelais 15 des Rückstellsystems C erhalten haben, stimmen
die Zeigerstellungen der Empfangsapparaturen D und E mit der des Rückstellsystems
C überein. Die Angaben der Fernempfangsinstrumente zeigen dann einen der gegebenen
Meßgröße proportionalen Meßwert an.
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Bei steigender Leistung im Gebermeßinstrument 3 wird der Kontaktarm
.4 mit dem Kontakt i zum Eingriff kommen, und das Laufwerk 5 wird jetzt über das
in dem Steuerstromkreis liegende Umschaltrelais 1o gesteuert, das eine Umpolung
der an die Fernleitung 6 angeschlossenen Gleichstromquelle 1 4. herbeiführt. Die
jetzt durch die Kontaktv crrichtung 7 erzeugten, in die Fernleitung 6 gesandten
Impulse erregen jetzt die Impulsrelais 15, 15', 15" derart, daß eine Verstellung
der Klinkenräder 2o, 2o', 2o" im entgegengesetzten Sinn als vorher erfolgt. Erst
wenn die Drehmomente der Feder 25 des Rückstellsystems und des Meßinstruinents 3
wieder ausgeglichen sind, wird der Kontaktarm .I mit dem Gegenkontakt i außer Eingriff
kommen und demgemäß der Steuerstromkreis des Laufwerks 5 unterbrochen. Die Zeigerstellungen
sämtlicher Anzeigeinstrumente C, D, E entsprechen dann der gegebenen Meßgröße.
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Bei einem Umlegen des Umschalters 13 in den Leitungszweig 12 wird
der Steuerstromkreis geschlossen und hierdurch das Laufwerk 5 in Tätigkeit gesetzt.
Die von der Kontaktvorrichtung 7 hervorgerufenen und über die Fernleitung 6 gegebenen
Impulse bewirken dann eine Verstellung sämtlicher Zeiger des Rückstellsystems C
und der Empfangsapparaturen D und E auf \u11. Auf diese Weise werden bei etwaigen
Fehlschaltungen sämtliche Instrumente wieder auf Synchronisinus gebracht.
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Zur Summierung der Angaben von Meßgrcßen mehrerer Geberstationen auf
eine Empfängerstation ist in Abb. 2 eine Summenfernmeßeinrichtung dargestellt. Die
von den verschiedenen Geberstationen ausgehenden Impulse betätigen nun je ein mit
Differentialgetrieben 29, 30, 31 zusammenarbeitendes Impulsrelais 15. Die Umdrehungen
der Planetenräder der einzelnen Differentialgetriebe 29, 30, 31 werden nun in bekannter
Weise summierend auf den Zeiger 32 übertragen.
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Bei der neuen Impulsübertragungsinethode kommen nun alle Vorteile
der Impulsverfahren zur Geltung. Es werden nur dann Impulse gegeben, wenn sich die
Betriebsgröße ändert, so daß in der übrigen Zeit alles stillsteht. Die Verzögerung
der Angaben der Empfängerinstrumente kann sehr klein, etwa unterhalb i Sekunde gehalten
werden. Die Empfängerinstrumente ermöglichen fernerhin die Messung bis auf den Wert
Null. Hierbei pendeln die Zeiger der Empfangsinstrumente nicht; diese stehen entweder
ruhig oder sie bewegen sich gleichmäßig vor-oder rückwärts. Ein weiterer Vorteil
ist, wie erwähnt, die Möglichkeit der Verwendung normaler Geräte als Anzeigeinstrumente.
Als Kontaktinstrument kann beispielsweise ein abgeänderter Zähler für die meisten
Betriebsgrößen Verwendung finden. Die Impulse selbst stehen in keiner Beziehung
zur Betriebsgröße, dienen vielmehr nur zur Einstellung der Fernempfangsinstrumente,
wobei die richtige Einstellung durch das Rückstellsystem bewirkt wird. Die Fernmeßanlage
gestattet fernerhin die Übertragung jeder beliebigen Größe, die, wenn diese nicht
unmittelbar auf die Kontaktwaage der Geberstation einwirken kann, in irgendeiner
geeigneten Weise umgeformt wird. Weitere Vorteile sind der einfache Aufbau, besonders
der die mögliche Kleinstzahl von Kontakten aufweisenden Kontakteinrichtung, die
geringe Wartung, das zuverlässige Gewährleisten hoher Betriebssicherheit auch bei
robuster Handhabung und die Möglichkeit eines höchst einfachen Ersatzes stark beanspruchter
Bauteile, hauptsächlich solche der Kontakteinrichtung.