-
Einrichtung zur Fernübertragung der Stellung von Wasserstandsmeßgeräten
u. dgl. nach dem Impulszahlverfahren Für die Fernübertragung der Stellung von Wasserstandsmeßgeräten
oder der Stellung von Schalteinrichtungen, die über einen großen Bereich verstellbar
sind, beispielsweise von Regulierwiderständen u. dgl., und für die Fernübertragung
von Zeigerstellungen im allgemeinen ist das sogenannte Impulszahlfernineßverfahren
bekanntgeworden.
-
Bei den bestehenden Einrichtungen dieser Art sind längs der Strecke,
deren Größe fernübertragen werden soll, eine Reihe von Impulskontakten derart angeordnet,
daß ein Abtastzeiger, welcher diese Strecke überfährt, an jedem Impulskontakt einen
Stromstoß erzeugt, der nach der Empfangsstelle übertragen wird.
-
So ist beispielsweise zur Übertragung der Stellung von Wasserständen
eine Einrichtung bekanntgeworden, bei welcher ebenfalls längs des gesamten Stellungsbereichs
Impulskontakte angeordnet sind. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß, namentlich
bei der Übertragung nach einemImpulsverfahren, der CTbertragungsvorgang leicht unübersichtlich
wird, was besonders für diejenigen übertragungsvorgänge gilt, bei denen eine große
Anzähl von Impulsen zu übertragen ist. Dies gilt also für alle diejenigen Fälle,
bei denen der Wasserstand sich in sehr weiten.Grenzen zu ändern vermag.
-
Es sind aber auch Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen für verschiedene
Dezimalstellen verschieden lange Stromstöße zu der Überwachungsstelle ausgesandt
werden. Bei diesen bekannten Einrichtungen ist eine der Anzahl der Dezimalstellen
entsprechende Anzahl von Kontaktscheiben vorgesehen, welche von der Vorrichtung,
deren Stellung angezeigt werden soll, bei deren Verstellung nach Art eines Zählwerkes
über Zahnradübersetzungen entsprechend verstellt werden. Die Stellungen der Kontaktscheiben
werden darauf durch j e einen Schaltarm eines Laufwerkes nacheinander abgegriffen
und die entsprechende Anzahl von Stromstößen ausgesandt.
-
Diese Einrichtung ist wegen des großen Aufwands von Apparaten sehr
teuer und ferner ist sie nachteilig, weil von der Vorrichtung, deren Stellung anzuzeigen
ist, eine verhältnismäßig große Arbeit zur Verstellung der Kontaktscheiben geleistet
werden muß.
-
Die Erfindung betrifft eine neue Ausbildung einer der erstgenannten
Einrichtungen, die besonders zweckmäßig ist, wenn die Anzeige der fernzuübertragenden
Stellungen auf akustischem Wege erfolgen soll. Unter
akustischer
Anzeige ist- dabei eine Einrichtung zu verstehen, bei welcher die einzelnen Stromimpulse,
die auf der Fernleitung übertragen werden, in der Empfangsstelle einem Telephon,
einer Sirene o. dgl. zugeführt und von dem Schaltwärter gezählt werden. Eine derartige
akustische Anzeige ist beispielsweise für die Überwachung von unbedienten Kraftwerken
besonders zweckmäßig; es können von der Hauptstation aus mit Hilfe einer Wahlschalteinrichtung
mehrere Impulsgeber dieser Art nacheinander an die Fernleitung angeschlossen werden,
so daß der Schaltbeamte in der Hauptstation mit Hilfe eines einzigen Empfangsapparates,
nämlich der Sirene, von dem augenblicklichen Betrag mehrerer Pegelstände u. dgl.
in der Unterstation Kenntnis erhält. Die neue Einrichtung besteht nun darin, daß
längs des gesamten zu übertragenden Stellungsbereiches verteilte Impulskontakte
gruppenweise derart zusammengefaßt sind, daß beim Abtasten des Stellungsbereiches
jede volle Gruppe durch einen einzigen Impuls von entsprechender Länge übertragen-wird.
Ein mit dieser Einrichtung übertragener Meßwert läßt sich viel bequemer abhören
als ein mit der bekannten Einrichtung übertragener. Es sei beispielsweise angenommen,
daß längs des ganzen Bereiches des Pegelstandes 25 Kontakte angebracht seien. .
Steht beispielsweise der Schwimmer in der Mitte, so. würden beim Abtasten nach dem
alten Verfahren r2 einzelne Impulse fernübertragen werden, und der Schaltbeamte
würde bei akustischer Anzeige alle zwölf einzelnen Impulse zu zählen haben. Es liegt
auf der Hand, daß hierbei leicht Versehen auftreten können. Bei der neuen Einrichtung
wird deshalb an Stelle der ersten fünf Impulse ein langer Stromstoß, an Stelle der
zweiten fünf Impulse ebenfalls ein langer Stromstoß übertragen, und darauf folgen
zwei kurze Stromstöße. Daß sich eine derartige Fernübertragung für die akustische
Anzeige ungleich besser eignet, dürfte ohne weiteres ersichtlich sein.
-
Ein Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung wird im folgenden beschrieben
und ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es bezieht- sich auf eine Einrichtung
zur Fernanzeige eines Pegelstandes.
-
Auf der Führung 17 sitzt ein bewegliches Schaltstück 16, welches mit
einem Schwimmer i9 durch das über eine Rolle gelegte Seil 18 verbunden ist. Längs
der Bewegungsbahn des Schaltstückes =6 sind mehrere feste Kontakte i bis 15
angeordnet. Jedem festen Kontakt ist ein beweglicher Kontakt r', 2', 3' usw. zugeordnet.
Dieser bewegliche Kontakt ist als Kipphebelschalter ausgebildet, welcher in der
oberen Stellung gegen den zugeordneten festen Kontakt und in der unteren Stellung
gegen einen Anschlag z", 2", 3" anliegt. Das rechte Ende jedes Kipphebels ist gegabelt
und so zu dem Schaltstück 16 angeordnet, daß das Schaltstück bei seiner Bewegung
mit einer Zinke der Gabel in Eingriff kommt; beispielsweise kommt das Schaltstück
16 bei seiner Aufwärtsbewegung in Eingriff mit den oberen Zinken der Kipphebel,
wodurch es die Kipphebel auf den oberen Kontakt umlegt, wo sie durch die Feder festgehalten
werden. Bei der Abwärtsbewegung des Schaltstückes 16 kommt dieses mit den unteren
Zinken der Kipphebel in Eingriff, wodurch diese außer Berührung mit ihrem festen
Kontakt gebracht und gegen den Anschlag umgelegt werden.
-
Der dargestellte Hochfrequenzsender für die Erzeugung der Übertragungsströme
ist an sich bekannt, seine Wirkungsweise sei vorweg kurz erläutert.
-
Der Sender besteht im wesentlichen aus einem Transformator 2o, dessen
Primärspule 21' mit einem Selbstunterbrecherkontakt und dessen Sekundärspule a1
mit einem Kondensator in Reihe geschaltet ist. Wenn die Primärspule 2,1' stromdurchflossen
ist, wird der Selbstunterbrecherkontakt angezogen und also der Stromkreis der Primärspule
geöffnet, dadurch der Primärstrom unterbrochen, der Selbstunterbrecherkontakt also
wieder zum Abfall gebracht. Die Sekundärwicklung 2i ist mit dem ihr vorgeschalteten
Kondensator auf Resonanz abgestimmt, so daß bei jeder Öffnung und Schließung des
Primärstromes ein gedämpfter Wellenzug erzeugt wird. Die Dämpfung des Sekundärkreises
bzw. die Schalthäufigkeit des Selbstunterbrecherkontaktes ist dabei so bemessen,
daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Betätigungen des Kontäktes der gedämpfte
Wellenzug noch nicht vollständig abgeklungen ist. Der Hochfrequenzsender kann also
durch Schalteinrichtungen im Stromkreis der Primärspule 2z' zur Aussendung eines
ununterbrochenen Hochfrequenzstromes veranlaßt werden. Wie weiter unten dargelegt,
geschieht dies bei der dargestellten Einrichtung durch Wählerarme, die längs einer
Kontaktbahn bewegt werden. Während der Zeit, in der ein Wählerarm auf einem Kontaktsegment
ruht, arbeitet der Hochfrequenzsender in der beschriebenen Weise. Die Zeit, welche
der Wählerarm vom Übergang eines Kontaktsegmentes auf das nächste nötig hat, ist
im Verhältnis zur Ansprech- und Abfallzeit des Selbstunterbrecherkontaktes so bemessen,
daß noch keine Unterbrechung des hochfrequenten Wellenzuges stattfindet. Eine Unterbrechung
findet vielmehr lediglich dann statt, wenn von einem Wählerarm eine Kontaktbahn
überstrichen
wird, von der nur jeder zweite Kontakt an Spannung
liegt, so daß während der Zeit, während welcher der Wählerarm auf einem nicht angeschlossenen
Segment ruht, der Kreis der Primärspule 21 unterbrochen ist. Die hochfrequenten
Schwingungen werden mit Hilfe einer an sich ebenfalls bekannten Kopplungseinrichtung
37 auf die Leitung übertragen und so der Empfangsstation zugeführt. An die Kopplungseinrichtung
37 ist außerdem ein Abruf relais 36 angeschlossen.
-
Das Schrittschaltwerk 22 besitzt vier Schaltarme 23, 24, 25 und 26
und mit diesen zusammenarbeitende Kontaktbänke 23', 24', 25' und 26'. Die beiden
unteren Kontaktbänke 23' und 24' und ihre zugehörigen Schaltarme dienen in Verbindung
mit den beweglichen Kontakten i' bis 15' zur Steuerung des Senders, während die
oberen beiden Kontaktbänke 25' und 26' in Verbindung mit den ihnen zugeordneten
Relais 27 und 28 zur selbsttätigen schrittweisen Weiterschaltung der Schaltarme
des Schrittschaltwerkes dienen: Die Schaltarme 23 und 24 sind um i8o° gegeneinander
versetzt, und sie werden nacheinander über ihre zugehörigen Kontaktbänke bewegt.
Diese Schaltarme liegen in Reihe mit der Primärwicklung 2,1' des Transformators
2o. In den verschiedenen Stellungen der Schaltarme 23 und 24 wird der von einer
Stromquelle 32 gespeiste Stromkreis für die Primärwicklung a:i' über diejenigen
Kipphebel i', 2', 3' usw. geschlossen, welche durch die Aufwärtsbewegung des beweglichen
Schaltstückes 16 nach oben umgelegt worden sind. Auf diese Weise wird beim Umlauf
des Schrittschaltwerkes eine von der Stellung des Schaltstückes 16 abhängige Anzahl
von Stromstößen ausgesandt.
-
Es sei nun die Wirkungsweise der Einrichtung beschrieben. Das Schaltwerk
22 wird angelassen, wenn das Abrufrelais 36 erregt wird. Das Relais 36 wird von
der Überwachungsstelle aus über die Fernleitungen zum Ansprechen gebracht. Das Relais
36 schließt bei seinem Ansprechen folgenden Stromkreis: Pluspol der Batterie 32,
Arbeitskontakt des Relais 36, Ruhestellungskontakt der Kontaktbank 26' und Schaltarm
26, Unterbrecherkontakt des Drehmagneten 27, Wicklung des Relais 28,- Minuspol der
Batterie 32. Das Relais 28 spricht an und schließt einen ohne weiteres erkennbaren
Stromkreis für den Drehmagneten 27, der darauf durch Öffnen seines Unterbrecherkontaktes
das Relais 28 aberregt, welches seinerseits wiederum den Stromkreis für. den Drehmagneten
unterbricht. Der Drehmagnet schaltet darauf alle Schaltarme auf den nächsten Bankkontakt.
Alle übrigen Kontakte der Kontaktbänke 25' und 26' sind miteinander leitend verbunden
und mit dem Pluspol der Batterie 32 verbunden, so daß, wenn der Schaltarm 26 den
ersten der miteinander verbundenen Kontakte belegt, das Relais 28 wieder erregt
wird und das Spiel zwischen dein Relais 28 und dem Drehmagneten 27 sich wiederholt.
Hierdurch werden die Schaltarme des Schrittschaltwerkes schrittweise über die Kontaktbänke
weiterbewegt, und zwar finit einer Geschwindigkeit, die durch das Relais 28 bestimmt
ist. Dieses Relais ist zweckmäßig als Verzögerungsrelais ausgebildet, wodurch eine
genügend langsame Fortschaltung der Schaltarme des Schrittschaltwerkes bewirkt wird,
um eine zu schnelle Aufeinanderfolge der zur Überwachungsstation auszusendenden
Signale zu vermeiden.
-
Wenn angenommen wird, daß das Schaltglied 16 in der in der Zeichnung
dargestellten Stellung steht, ist der Stromkreis für die Primärwicklung 21' des
Transformators 2o über die Kontakte i bis 6 geschlossen, welche sämtlich. zu einer
Gruppe A in der Kontaktbank 24' zusammengefaßt sind. Der Stromkreis für den ersten,
dritten und fünften Arbeitskontakt der Kontaktbank 24' verläuft über die Kontakte
i', i, 2', 2 bzw. 3', 3 und der Stromkreis über die dazwischenliegenden Kontakte
verläuft über den linken Kontakt und den Anker des Relais 33 und die Kontakte 4,
4. Wenn daher der Schaltarm 2.4 die ersten sechs Kontakte der Gruppe A überläuft,
wird der Transformator 2o dauernd erregt, und hierdurch wird die Aussendung eines
verhältnismäßig langen, ununterbrochenen Hochfrequenzstromstoßes zur überwachungseinrichtung
in der Überwachungsstation veranlaßt. Die Kontakte der Gruppe B und das zugeordnete
Relais 34 sind mit den Kontakten 6', 6, 7', 7, 8', 8, g', g und io', io in derselben
Weise verbunden, wie die Gruppe A und ihr zugeordnetes Relais 33 mit den Kontakten
i', i bis 5', 5 verbunden ist. Da jedoch die Kipphebel g' und io' in der unteren
Stellung stehen- und das Relais 34 nicht erregt ist, wird der Stromkreis nur über
den ersten, dritten und fünften Kontakt der Gruppe B geschlossen, da der Stromkreis
über die dazwischenliegenden Kontakte am linken Kontakt des nicht erregten Relais
34 unterbrochen ist. Wenn daher der Schaltarm 24. diese Gruppe überläuft, werden
drei kurze Hochfrequenzstromstöße ausgesandt. Die Kontaktgruppe A ist genügend weit
von der Kontaktgruppe B angeordnet, um eine Unterscheidung der ersten und zweiten
Stromstoßgruppen des auszusendenden Signals zu ermöglichen.
-
Die Kontakte der Gruppe C sind in entsprechender Weise mit den Kontakten
i i', i i bis 15', 15 verbunden.' Da aber alle Kipphebel
ii' bis
15' in ihrer unteren Stellung stehen, wird der Hochfrequenzschwingungserzeuger nicht
erregt, wenn die Schaltarme 23 und 2q. die Kontakte der Gruppe C durchlaufen. Demgemäß
besteht das bei jeder vollständigen Umdrehung der Schaltarme des Schrittschaltwerkes
ausgesandte Signal aus einem langen Hochfrequenzstromstoß und aus drei darauffolgenden
kurzen Stromstößen, wodurch angezeigt wird, daß das Schaltglied 16 in Höhe des Kipphebels
$ steht. Damit ist auch die Höhe des Wasserspiegels bestimmt.
-
Es sei nun angenommen, daß das Schaltglied 16 so zweit nach oben bewegt
wird, daß der Kipphebel io' zum Kontakt io umgelegt, dagegen der Kipphebel i i noch
nicht umgelegt worden ist. Über den Kipphebel io ist dann ein ohne weiteres erkennbarer
Stromkreis für das Relais 34 geschlossen. Das Relais 34 ist erregt und es verbindet
jeden der Zwischenkontakte in der Gruppe B über seinen linken Kontakt und den Kipphebel
g' mit dem Pluspol der Batterie. Gleichzeitig unterbricht es die Verbindung des
Kipphebels g mit dem letzten Kontakt der Gruppe B. Wenn daher der Schaltarm 24 die
Gruppe B überfährt, wird ein verhältnismäßig langer, ununterbrochener Hochfrequenzstromstoß
ausgesandt, und das bei jeder vollständigen Umdrehung der Schaltarme des Schrittschaltwerkes
22 ausgesandte Signal besteht infolgedessen aus zwei langen Stromstößen. Wenn das
Schaltstück 16- nun so weit nach oben bewegt wird, daß der Kipphebel i4.' auf den
Kontakt 14 umgelegt wird, wird bei einer vollständigen Umdrehung der Schaltarme
des Schrittschaltwerkes 22 ein Signal ausgesandt, welches aus zwei verhältnismäßig
langen Hochfrequenzstromstößen und vier kurzen Stromstößen besteht.
-
Wenn eine größere Anzahl von Stellungen des Schaltstückes 16 als dargestellt
anzuzeigen sind, sind weitere Kipphebel anzuordnen und mit zusätzlichen Gruppen
von Kontakten in der Kontaktbank 23' zu verbinden. Da die Schrittschaltwerke für
gewöhnlichmit25Kontakten in jeder Kontaktbank ausgerüstet sind, können mit einem
einzigen Schrittschaltwerk, bei welchem zwei Kontaktbänke nacheinander überfahren
werden, 25 Stellungen angezeigt werden. Durch geringfügige Abänderung der Schaltung
und durch Hinzufügung eines oder mehrerer Schrittschaltwerke kann eine noch größere
Anzahl von Stellungen angezeigt werden.
-
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die Stellung des Schaltstückes
i6 durch das ausgesandte Signal angezeigt wird. Es sei beispielsweise angenommen,
daß ein langer Stromstoß eine bestimmte Einheit, beispielsweise i m, des Verstellweges
des Schaltstückes 16 von dem unteren Ende der Führung 17 darstellt und daß jeder
kurze Impuls einen bestimmten Bruchteil dieser Einheit, beispielsweise 2 Dezimeter,
darstellt. Daher kann die Höhe des Wasserspiegels in einfacher Weise durch das Signal
angezeigt werden und bedeutend bequemer abgehört oder abgelesen werden, als es der
Fall ist, wenn der Beamte eine lange Reihe kurzer Stromstöße abhören muß, von denen
jeder einen Bruchteil einer Einheit des Verstellweges darstellt. In der Überwachungsstelle
können geeignete nicht dargestellte Empfangsvorrichtungen angeordnet sein, welche
auf die ausgesandten Hochfrequenzstromstöße ansprechen und ein gewöhnliches Telephon,
einen Heuler oder einen Lautsprecher in Tätigkeit setzen.