DE681080C

DE681080C - Dynamically acting gas density meter

Info

Publication number: DE681080C
Application number: DEA77645D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Dallmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-11-14
Filing date: 1935-11-14
Publication date: 1939-09-14

Description

Dynamisch wirkender Gasdichtemesser Es sind bereits Geräte bekannt zur Bestimmung des Dichteverhältnisses zweier Gase in zwei Meßkammern, in denen zwei mit Hilfe von zwei Motoren angetn'eb'ene Gebläseräder umlaufen, deren verschiedene Bremsung infolge des Strömungswiderstandes der Gase durch Messung des Drehzahlverhältnisses blestimmt wird. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art ändert sich aber mit der Drehzahl auch die zu, geführte Antriebsleistung.Dynamically acting gas density meter Devices are already known to determine the density ratio of two gases in two measuring chambers in which two impellers, operated by two motors, revolve, their different ones Braking due to the flow resistance of the gases by measuring the speed ratio is bled. In the case of the known devices of this type, however, changes with it the speed also the supplied drive power.

Die Zusammenhänge zwischen Drehzahl und Anzeige sind also sehr venvickelt. Die Drehzahl kann nicht unmittelbar zur Dichteblestimmung benutzt werden. Es ist außerdem nötig, daß zwei Übertragungsgeneratoren, die bei diesen bekannten Einrichtungen vorgesehen sind, genauestens übereinstimmen, um Temperatur- und andere Fehler auszuschließen.The relationships between speed and display are therefore very complex. The speed cannot be used directly to determine the density. It is also required that two transmission generators used in these known devices are provided, exactly match in order to rule out temperature and other errors.

Diese Forderung läßt sich aber praktisch nur sehr schwer verwirklichen.However, this requirement is very difficult to achieve in practice.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Mängel und besteht im wesentlichen darin, daß zum Antrieb der Gebläseräder Motore, z. B. nach dem Ferrarisprinzip, benutzt werden, bei denen das Drehmoment im wesentlichen unabhängig von der Drehzahl ist. Da sich in der Wirbelkammer das Bremsmoment mit dem Quadrat der Drehzahl ändert, geht eine Dichteänderung mit ihrer Wurzel in die Drehzahl ein. Es ist also möglich, durch Beobachtung der Drehzahl allein bzw. des Drehzahlverhältnisses die Dichte zu bestimmen, ohne daß eine empirische Eichung vorgenommen wird, wie es blei den bekannten Geräten notwendig ist. Selbstverständlich lassen sich auch andere Motore mit passenden Kennlinien herstellen, der Ferrarismotor hat sich jedoch als besonders günstig erwiesen. The invention aims to remedy these deficiencies and exists essentially that to drive the fan wheels motors, for. B. according to the Ferrari principle, can be used in which the torque is essentially independent of the speed is. Since the braking torque in the swirl chamber changes with the square of the speed, a change in density is included in the speed with its root. So it is possible by observing the speed alone or the speed ratio, the density to determine, without an empirical calibration being carried out, how it lead the known devices is necessary. Of course, other motors can also be used Manufacture with suitable characteristics, but the Ferrari engine has proven to be special proven favorable.

Letzterer läßt sich auch leicht so ausbilden, daß sich im wesentlichen nur die umlaufenden Teile in der Meßkammer befinden, während die Antriebsmagnete von außen durch die Kammerwand auf diese wirken. Es wird also auch eine Durchführung der Motorachse vermieden. Schließlich läßt sich der Motor sehr klein'und raumsparend ausführen, wodurch das Meßgerät handlich gehalten werden kann.The latter can also easily be trained so that essentially only the rotating parts are in the measuring chamber, while the drive magnets act on them from the outside through the chamber wall. So it will also be an implementation the motor axis avoided. Finally, the motor can be very small and space-saving carry out, whereby the measuring device can be kept handy.

Die Bestimmung des Dichteverhälinisses kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. The determination of the density ratio can be done in different ways be made.

Es können beispielsweise mit den Achsen der Gebläseräder kleine Generatoren gekup -pelt sein. Die von ihnen erzeugten elektischen Spannungen werden einem Quotientenmesser zugeführt, der dann das Dichteverhältnis anzeigt. Bei einer anderen Anordnung benutzt man die Drehzahlunterschiede, um die Leistungsaufnahmedes einen Antriebsmotors bis zur Drehzahlgleichheit nachzuregeln. Die Änderung der zugeführten Leistung ist dann ein Maß für das Dichteverhältnis. In jedem Fall ist durch Änderung der Drehzahl eines Antriebsmotors eine Nullpunktverstellung leicht zu ermöglichen. For example, small generators can be used with the axles of the fan wheels be coupled. The electrical ones they generate Tensions are fed to a quotient meter, which then shows the density ratio. In another arrangement, the speed differences are used to calculate the power consumption to readjust a drive motor until the speed equals. The change in the supplied Power is then a measure of the density ratio. In either case is by change to allow the speed of a drive motor a zero point adjustment easily.

Da für die Verstellung der Einrichtungen zur GeschvfindigkeitsmEessung nur geringe Kräfte nötig sind, wird erfindungsgemäß für die Übertragung der Drehgeschwindigkeit der Gebläseräder nach außen eine magnetische Kupplung benutzt. Das Gerät kann also ohne jede Achsendurchführung nach außen ausgebildet werden, wodurch sich ganz erhebliche Vorteile in Aufbau und in der Meßgenauigkeit ergeben. Bei den bisherigen Ausführungen mit Meßrädern ist die Anwendung von magnetischen Kupplungen wegen der großen zu übertragenden Drehmomente nicht ohne weiteres möglich. As for the adjustment of the devices for speed measurement only small forces are required, according to the invention for the transmission of the rotational speed the fan wheels use a magnetic coupling to the outside. So the device can be formed without any axis lead-through to the outside, which is quite significant There are advantages in terms of structure and measurement accuracy. With the previous statements with measuring wheels is the application of magnetic clutches because of the large too transmitting torques not easily possible.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Meßanordnung nach der Erfindung mit einer der beiden gleichgebauten, Meßkammern im Schnitt dargestellt und im folgenden näher beschrieben. In the drawing is an embodiment of a measuring arrangement according to of the invention with one of the two identically constructed measuring chambers shown in section and described in more detail below.

In einer aus zwei Hälften zusammengebauten Meßkammer I, der das zu prüfende Gas bzw. bei der zweiten EEamner das Vergleichisgas durch Anschlußstutzen 2 und 3 zu-und abgeführt wird, sind stehende Flügel 4 eingebaut, denen gegenüber sich ein Gebläserad 5 bewegt. Das Gebläserad 5 wird durch einen Ferrarismotor angetrieben, dessen trommelförmiger Anker 6 mit der Achse des Gebläserades 5 fest verbunden ist. Dieser Anker läuft in einem vorzugsweise aus Preßstoff bestehenden Gehäuse 7. Außen um das Gehäuse herum ist ein lamellierter Triebkern 8 mit Spulen g angeordnet, während sich im Innern ein Eisenkern 10 befindet. Die Achse des Gebläserades 5 läuft in einem Lager 11, das gleichzeitig den Eisenkern 10 trägt und im Gehäuse 7 befestigt ist. In a measuring chamber I assembled from two halves, to which the the gas to be tested or, in the case of the second EEamner, the reference gas through the connecting piece 2 and 3 is supplied and discharged, standing wings 4 are installed, which are opposite a fan wheel 5 moves. The fan wheel 5 is driven by a Ferrari motor, whose drum-shaped armature 6 is firmly connected to the axis of the fan wheel 5. This armature runs in a housing 7, which is preferably made of molded material a laminated drive core 8 with coils g is arranged around the housing, while there is an iron core 10 inside. The axis of the fan wheel 5 runs in a bearing 11, which at the same time carries the iron core 10 and is fastened in the housing 7 is.

Das andere Ende der Achse des Gebläse rades 5 trägt den einen Teil 12 einer magnetischen Kupplung und treibt so über den äußeren Kupplungsteil 13 eine Schnecke 14 an, die über das Schneckenrad 15 ein auf gleicher Achse sitzendes sonnenrad 16 eines D ifferentiJgetriebes mitnimmt. Das andere Sonnenrad 17 wird in gleicher Weise, wie oben beschrieben, von der Vergleichseinrichtung aus angetrieben. Die beiden Sonnenräder 16 und 17 wirken auf das Planeteenrad 18, das mittels eines an ihm angebrachten Armes 19 einen Geberwiderstand 20 verändert. The other end of the axis of the fan wheel 5 carries one part 12 of a magnetic clutch and so drives via the outer clutch part 13 a Worm 14, which via the worm wheel 15 is a sun wheel seated on the same axis 16 of a differential gear. The other sun gear 17 becomes the same Way, as described above, driven by the comparison device. the two sun gears 16 and 17 act on the planetary gear 18, which by means of a Arm 19 attached to it changed a transmitter resistor 20.

Der Widerstand wirkt auf das Spannungssystem des einen oder beider Antriebsmotoren ein, so daß bei einer Abweichung der beiden Umlaufgeschwindigkeiten der Gebläseräder 5 eine Regelung in dem einen oder anderen Sinne eintritt.The resistance acts on the tension system of one or both of them Drive motors, so that if there is a discrepancy between the two rotational speeds the fan wheels 5 a regulation occurs in one sense or the other.

Die Stellung des Widerstandsgebers ist ein Maß für das Dichteverhältnis der beiden Gase. Sie kann unmittelbar durch Anschließen eines elektrischen Meßgerätes abgelesen oder auch fern angezeigt werden. The position of the resistance transmitter is a measure of the density ratio of the two gases. You can directly connect an electrical measuring device can be read off or displayed remotely.

Um eine Störung des Drehfeldes beim Durchführen des Gas stromes durch die Kammer zu vermeiden, liegt diese im Nebenschluß zu einer Ringleitung 21, in die die Anschlußstutzen 2 und 3 einmünden. Von der Ringleitung aus münden Düsen 22 in die Meßkammer, so daß der Gasaustausch zur Kammer durch Diffusion vor sich geht. Zur Rewegung des Prüfgases wird, falls eine Eigtenbewegung des Gases nicht vorhanden ist, eine besondere Pumpe benutzt. Die Kammern werden zweckmäßig so zusammengebaut, daß schädliche Temperaturunterschiede zwischen ihnen nidit auftreten können. To a disturbance of the rotating field when performing the gas flow through To avoid the chamber, this is shunted to a ring line 21, in the connecting pieces 2 and 3 open. Nozzles open out from the ring main 22 in the measuring chamber, so that the gas exchange to the chamber by diffusion in front of it goes. If there is no natural movement of the gas, the test gas will move is available, a special pump is used. The chambers are suitably assembled in such a way that that harmful temperature differences between them cannot occur.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for determining the density ratio of two Gases in two measuring chambers in which two impellers driven by two motors revolve, their various braking due to the flow resistance of the gases is determined by measuring the speed ratio b, characterized by motors, z. B. according to the Ferraris principle, in which the torque is essentially independent on the speed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by a device for Change the power supplied to one of the drive motors for the purpose of adapting his Speed to that of the second motor, so that the change in power is a measure of the Density ratio is.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the adjustment of the speeds is done by a differentinl that is generated by the two fan wheels is driven and adjusted a resistance transmitter, one of the drive motors influenced accordingly.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the position the resistance sensor is used to display the density ratio and that the same is directly transmitted electrically remotely.

5. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the fixed parts of the engine in the main outside of the chamber, the moving parts are located in the chamber.

6. Apparatus according to claim I and 2, characterized in that the transmission the fan speed to the outside is done by a magnetic coupling.

7. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the zero point adjustment takes place through electrical influence on one of the two motors.