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Anordnung zur Fernanzeige der Messung der auf den Normalzustand zurückgeführten
Strömungsstärke bzw. Durchflußmenge von Gasen Gegenstand der Erfindung ist eine
Anordnung zur Fernanzeige der gemessenen Strömungsstärke bzw. Durchflußmenge von
Gasen unter Zurückführung der Messungsgrößen auf den Normalzustand. Ziel der Erfindung
ist dabei, eine weitgehende, allen praktischen BSedürfaissen genügende Genauigkeit
der Messung und der Korrektion. sowohl des Druckes als auch der Temperature mit
möglichst einfachen Mitteln unter glciehzeitiger Fenübertragung der Meßergebnisse
zu erreichen.
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Es ist bekannt, mit Hilfe mechanischer Einrichtungen selbsträtig
die Meßergebnisse eines volumetrischen Zählers in Abhängigkeit von Temperatur und
Durck zu korrigieren. Diese Anordnung wäre aber infolge der sonst unvermeidlichen
mechanischen Schwierigkeiten nicht für Fernübertragungen brauchbar. Man kennt ferner
elektrisch arbeitende Geräte, die das Produkt eines Volumens und einer Tempertaudifferenz
liefern, also eine Wärmemange anzeigen. Diese Geräte sin d wiederum nicht brauchbar
für die selbsttitige Korrektur des Gasvolumens bzw. der Angabe eines volumetrischen
Zählers in Abhängigkeit von der Temperatur.
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Erfindungsgemäß werden nun bei einer Anordnung d,er eingangs genannten
Art, bei der zur Anzeige ein durch des Meßorgan angetrieb euter Gleichstrominduktor
dient, in dessen Stromkreis entsprechend dem Durck und der Temperatur veränderliche
Widerstände, z. B.
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Potentiometer, und ein zur Anzeige dienender Spammungsmesser bzw.
Zähler eingeschaltet sind, die in den Anzeigestronkreisen liegenden regelbaren Widerstände
so bemessen, daß der Temperaturkoeffizient des gesamten Widerstandes Ides Stromkreises
gleich dem Wärme ausdehnunbgskoeffizienten der Gase (27'3) ist und die Beziehung
gilt R3 = R1 + R2/ß - γ, wobei R1 den Widerstand der Induktorspule, R2 den
Widerstand der Spanmungsmesserspule, R3 den Widerstand der Pyrometerspule, ß den
temperaturkoeffizienten dieser Spule und y den Wärmeausdehungsmkoeffizienten der
Gase darstellt. Zweckmäßig wird dabei zur Kompensierung der Außentemperatureinflüsse
auf die Induktorspule und Spannungsmesserspule ein Nebenschlußstromkreis an der
letzteren vofgesehen, dessen Widerstand so bemessen ist, daß die Empfindlichkeit,
der Spulen des Meßstromkreises mit zunehmender Temperatur wächst, wobei bemerkt
sei, daß es an sich bekannt ist, einen magnetischen Kreis so auszugestalten,
daß
er die Temperatureinflüsse auf einen Voltmeter ausgleicht. Die Anwendung dieser
Maßnahme auf die geschilderte Anordnung mit dem erfindungsgemäß gleich@ dem Ausdehnungskoeffizienten
der Gase @@@ messenden Temperaturkoeffizienten des g ; Widerstandes des Meß stromkreis
es einschieß -lich des Gleichstrominduktors fübrtaber offenbar zu einer ganz besonders
einfachen Gesamtanordnung. Der Fortschritt gegenüber den bisher bekannten Fernmeßanlagen
besteht darin, daß dises mit veränderlichen Widerständen arbeiten, Idie in Reihen-
oder Parallelschaltung an den Meßstromkreis des Gerätes angeschlossen sind und deren
Regelung von Hand oder auf mechanischem Wege erfolgt, was zu verhältnismäßig verwickelten
Einrichtungen führt. Dadurch, daß dem gegenüber beim Erfindungsgegenstand der Temperaturkoeffizient
des Widerstandes infolge sleiner besonderen Bemessungen selbst zur Anpassung an
die auftretenden Temperaturschwankungen benzutzt wird, werden solche verwickelten
Regel- und Korrektionseinrichtungen, wie sie bei den früheren Anordnungen, erforderlich
waren, überflüssig.
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Auch gestattet die Anordnung nach der Erfindung in besonders bequemer
Weise, im Bedarfsfalie die Angaben mehrerer Zähler durch Hintereinanderschaltung
der entsprechenden Induktoren zu summieren.
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Es kann also ein einziges Potentiometer verwendet werden, um die
selbsttätige Korrektur der Strömungsmenge pro Zeiteinheit durchzuführen und den
Einfluß von Druckänderungen auszuschalten. Zu diesem Zweck wird mit der Yoltmesserspule
ein temperaturempfindlicher Widerstand in Reihe geschaltet, der auf die Temperatur
des zu messenden Gasstromes anspricht und selbsttätig die Anzeigte zur Eliminierung
des Temperatureinflusses korrigiert.
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Zweckmäßig wird dieser zusätzliche Widerstitid in einem Pyrometerrolhr
untergebracht, Was die in der Einlaß- oder Auslaßleitung des Messers herrschende
Gastemperatur mißt. Es genügt dann, diesen Widerstand so zu bemessen, daß der gesamte
Widerstand einschließlich dessen der Voltmesserspule und der Induktorspule einen
Temperaturkoeffizienten aufweist, der sich auf a 273 beläuft, also dem Ausdehnungskoeffizienten
von Gas entspricht.
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Wird diese Bedingung, erfüllt, so ergibt sich von selbst eine Berichtigung
der Voltmesseranzeige. durch Beziehung auf eine im voraus bestimmte Temperatur,
etwa o oder 150 Die Figur verauschaulicht das Schaltschema dieser Anordnung. Der
Mengenmesser treibt durch eine Zahnradübersetzung einen Gleichstrominduktor M an,
in dessen Stromkreis ein Potentiometer LN light. Der Schleifkontakt B dieses Potentionments
wird mittels Servomotors durch ein Manometer überwacht, das auf den Gasdruck anspricht.
Zwischen dem Schleifkontakt B und Idem Kontakt N ist ein Voltmesser V zur Anzeige
der jeweiligen Strömungsstärke sowie ein Pyrometerwiderstand P geschaltet, der der
Gastemperatur unterliegt.
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Bezeichnet man mit R1 den Widerstand der Induktorspule, mit R9 den
Widerstand der Voltemsserpule und mit R3 den Widerstand der Pyrometerspule, so bestimmt
sich, wie eine einfache Rechnung ergibt, der Widerstand R3 des Pyrometers nach der
folgenden Formel : R1 + R2 + R3 # (l+ß t) = (R1 + R2 + R3) # (l + γ t).
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Hierbei soll y dem Betrag von 1/273 entsprechen, also dem Wärmeausdehnungskoeffizienten
der Gase. ß bezeichnet den Temperaturkoeffizienten des pyrometrischen Widerstandes.
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Es hat sich gezeigt, daß sich für R, ein Widerstand ergibt, dessen
Temperaturkoeffizient ß zwischen J und I liegt.
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150 200 Um die WidaerständeRj und Ra von Temperatureinflüssen der
Umgebung unabhängig zu machen, kann man de Voltmesser mit einem magnetischen Nebenschlußkreis
aus einer Sp ezialnickelstahllegierung versehen, und zwar in der Weise, daß sich
bei zu,-nchmender Temperatur der hierdurch abgeleitete Kraftfluß verringert. Dies
bewirkt dann eine entsprechende Zunahme des auf die bewegliche Voltmesserspule wirkenden
magnetischen Kraftflusses, wodurch die Verringerung der Empfindlichkeit infolge
der Erhöhung der Widerstände und R2 mit zunehmende Temperatur aufgehoben Wird.
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An Stelle des Voltmessers, von dem vorstehend die Rede war, kann
auch ein Voltstundenmesser angeordnet werden, der dann die gesmten Druckflußmengen
anzeigt.