DE7710834U1

DE7710834U1 - Druchflusszaehler fuer fluessigkeiten

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Publication number: DE7710834U1
Application number: DE19777710834
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-05
Filing date: 1977-04-05
Publication date: 1980-10-23

Description

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DlPLOMlNaENlEUR HELMUT LAMPREOHT

PATENTANWALT βΟΟΟ MUNCHEN β · CORNELIUSSTRASSE 42 ■ TELEFON 24 O7 7O

2356-57

Georg Aigner
Roonstraße 5

8500 Nürnberg 15

Durchflußzähler für Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft einen Durchflußzähler für Flüssigkeiten mit einem einen Flüssigkeitseinlaß und einen Flüssigkeitsauslaß aufweisenden Gehäuse, in welchem ein durch die das Gehäuse durchströmende Flüssigkeit antreibbares Meßrad drehbar gelagert ist und mit einer in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit des Meßrads eine Meßgröße abgebenden Vorrichtung.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, als Vorrichtung zur Abgabe der Meßgröße das Meßrad mit Magneten zu bestücken und im Gehäuse Spulen anzuordnen, so daß durch den so gebildeten Generator auf induktive Weise eine Wechselspannung erzeugt wird, deren Frequenz proportionl der Drehzahl des Flügelrads ist, so daß aufgrund der linearen Fehlerkurve dieser Strom unmittelbar zum Betrieb eines elektrischen Meßgerätes benutzt werden kann, an dessen Ausschlag sich der augenblickliche Durchfluß pro Zeiteinheit ablesen läßt.

Diese bekannte Konstruktion ist insbesondere zum Meßen des Durchflußes kleiner Flüssigkeitsmengen pro Zeiteinheit bestimmt.

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Trotzdem ist ein gewisser Mindestdurchfluß erforderlich, weil das Auflösungsvermögen nach unten begrenzt ist. Ein weiterer Kachteil der bekannten Konstruktion ist darin zu sehen, daß die Spannung des erzeugten Stroms von der Winkelgeschwindigkeit des Meßrades abhängig ist und daher in weiten Grenzen schwankt, wenn sich der Durchfluß verändert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußzähler der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß ein besonders hohes Auflösungsvermögen erreicht wird, so daß also der Durchfluß kleinster Flüssigkeitsmengen pro Zeiteinheit einwandfrei angezeigt werden kann, wobei außerdem der Zähler elektrische Impulse gleichbleibender Spannung abgeben soll.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das Meßrad eine normal zur Meßradachse angeordnete, mit in gleichmäßigen Winkelabständen verteilten Durchlässen versehene Scheibe aufweist, daß im Umlaufbereich dieser Durchlässe am Gehäuse auf einer Seite der Scheibe eine Strahlungsquelle und auf der anderen Seite der Scheibi ein durch die Strahlung der Strahlungsquelle zu Impulsen erregbare: Sensor angeordnet ist, und daß die Durchlässe für die Strahlung de: Strahlungsquelle durchlässig, die Scheibe außerhalb der Durchlässe aber undurchlässig ist.

Da sich auf der Scheibe eine sehr große Anzahl von Durchlässen unterbringen läßt, besteht bei dieser Ausgestaltung des Durchflußzählers die Möglichkeit, bei einer einzigen Umdrehung des Meßrades eine sehr große Zahl von Impulsen abzugeben, so daß sich dadurch das Auflösungsvermögen gegenüber der bekannten Konstruktion beachtlich erhöhen läßt.

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Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Strahlungsquelle eine Leuchtdiode und der Sensor ein Phototransistor ist. Da der Phototransistor bei jeder Beaufschlagung mit Strahlung aus der Leuchtdiode einen Impuls abgibt, dessen Spannung im wesentlichen konstant ist, wird die Durchflußtnenge lediglich durch die Impulsdichte angezeigt, während im Gegensatz zur bekannten Konstruktion die abgegebenen Spannung im wesentlichen unverändert bleibt.

Noch eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung ist es, daß die Strahlungsquelle eine Infrarotdiode ist.

Noch eine andere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Durchlässe als Durchbrechungen ausgebildet sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung ist es, daß die Scheibe aus für die Strahlung der Strahlungsquelle durchlässigem Material besteht und außerhalb der Durchlässe durch eine undurchlässige Schicht abgedeckt ist.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform ist es, daß die scheibe und das Meßrad in einem Stück gefertigt sind.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß nach einer weiteren Ausführungsform beiderseits der Scheibe jeweils zwei Strahlungsquellen bzw. diesen zugeordnete Sensoren angeordnet und die Sensorausgänge mit den Eingängen einer Diskriminatorschältung verbindbar sind.

Schließlich ist es noch eine zweckmäßige Ausbildung der Erfindung daß das Gehäuse mit einem etwa normal zur Meßradachse angeordneten Deckel versehen ist, der die Anschlußanordnung für den Phototransistor als steckbare Verbindung aufweist.

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Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.

Es tfeigt:

Fig„ 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Durchflußzählers mit den elektrischen Anschlüssen,

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Fig, 2 einen gegenüber Fig. I um 90 gedrehten Schnitt durch einen Durchflußzähler,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das in einem Lagerbügel gehaltene Meßrad, wobei zu beiden Seiten des Lagerflügels unterschiedliche Ausführungsformen des Maßrads dargestellt sind und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der elektrischen Anordnung innerhalb des Durchflußzählers.

Der erfindungsgetaäße Durchflußzäh] er besteht aus einem insgesamt mit 10 gekennzeichneten Gehäuse, das im wesentlichen aus einem Unterteil 12 und einem Oberteil 14 besteht, wobei zum Abdecken der elektrischen Einrichtungen noch Abdeckplatten vorgesehen sein können, von welchen eine untere Abdeckplatte 16 dargestellt ist. Diese Teile, wie auch ein nachfolgend noch näher erläutertes, vom Gehäuse 10 umschlossenes, als Meßrad dienendes Flügelrad 18 bestehen aus einem geeigneten, in Bezug auf die zu messende Flüssigkeit widerstandsfähigen Kunststoff. Im Unterteil 12 und im Oberteil 14 sind hier nicht näher erläuterte Lagerstellen 20 für Lagerzapfen 22, 24 des Meßrads 18 ausgebildet, wobei die Lagerung so gestaltet ist, daß sich das Meßrad besonders leichtgängig drehen kann. Für den Flüssigkeitseinlaß und den Flüssigkeitsauslaß sind am Gehäuseunterteil 12 Anschlußstutzen 26 und

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vorgesehen, die von in das Innere des Gehäuses 10 ausmündenden Kanälen durchzogen werden.

Das Meßrad 18 weist normal zur Meßradachse in der Mitte der im Gehäuseinneren ausgebildeten zylinderischen Kammer 30 eine kreisförmige Scheibe 32 auf, an deren Ober- und Unterseite an einander entsprechenden Stellen und in gleichmäßigen Winkelabständen in die Meßradachse durchquerenden Radialebenen Flügel 34 angeordnet sind. An dem die Kammer 30 begrenzenden Wandungsteil des Unterteils 12 ist eine Infrarotdiode 38 angeordnet, der in achsparallerer Richtung am entsprechenden Wandungsteil 40 des Oberteils 14 ein Phototransistor 42 gegenüberliegt. Für den elektrischen Anschluß der Infrarotdiode 38 sind an de|- Außenseite des Unterteils 12 in dort angeformte Taschen 44 und 46 Lötfahnen 48 bzw. 50 eingesetzt, die über Verbindungsleitungen 52 bzw. 54 mit der Photodiode verbunden sind. Der Phototransistor 42 ist mit Steckanschlüssen 56 und 58 im Oberteil 14 über entsprechende Leitungsverbindungen 60 bzw. 62 verbunden.

In einem der Verbindungslinie zwischen der Infrarotdiiode 38 und dem Phototransistor 42 entsprechenden radialen Abstand von der Meßradachse ist die Scheibe 32 mit Durchbrechungen 64 versehen, die in gleichen Winkelständen über den Umfang der Scheibe verteilt sind.

Wird durch eine den Durchflußzähler durchströmende Flüssigkeit das Meßrad 18 in Drehung versetzt und wird zugleich durch eine über die Lotfahnen 48 und 50 angelegte Spannung die Infrarotdiode 38 zur Abgabe von Infrarotstrahlung erregt, so wird dieser Strahlung jeweils dann der Weg zum Phototransistor 42 freigegeben wenn eine Durchbrechung 64 an der Infrarotdiode 38 vorbeiwandert.

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Die auf den Phototransistor 42 auftreffende Infrarotstrahlung erzeugt dort einen elektrischen Impuls mit vorgegebener Spannungshöhe, Mit zunehmendem Durchfluß erhöht sich die Winkelgeschwindigkeit des Meßra.ds 18 und damit die Impulsdichte der den Phototransistor 42 über die Steckanschlüsse 56 bzw. 58 verlassenden Impulse.

Es ist ersichtlich, daß durch entsprechend dichte Anordnung der Durchbrechungen 64 eine vergleichsweise hohe Impulsfolge pro Meßradumdrehung erzielbar ist, so daß eine sehr hohe Meßgenauigkeit auch bei sehr geringen Durchflüssen erzielbar ist.

Ordnet man in einem Winkelabstand von der ersten, aus Infrarotdiode 38 und Phototransistor 42 bestehenden Lichtschranke eine zweite Lichtschranke an, so können die Ausgänge der Phototransiotoren mit einer Diskriminatorschaltung verbunden werden, die es beispielsweise gestattet, Vor- und Rückläufe exakt zu messen, und mittels des Durchflußzählers Regel-, Steuerungs- und Dosierungsaufgaben zu erfüllen, wobei selbst bei kleinster Winkelgeschwindigkeit des Meßrads 18 ein Signal großer Spannung, beispielsweise in Höhe von 1,5 V, zum Ansteuern jeder Nachfolgeschal tung zur Verfügung steht.

Sofern bei kleinsten Durchflüssen und hoher Präzision eine Beeinflussung des Meßergebnisses durch Einflüsse der Durchbrechungen der Scheibe 32 zu befürchten ist, kann die Scheibe aus für die Strahlung durchlässigem Material angefertigt und außerhalb der Scrahlungsdurchlässe für diese undurchlässig abgedeckt sein.

Ansprüche:

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Claims

Georg Aigner - 7 - ' 2356-57 Ansprüche;

1. Durchflußzähler für Flüssigkeiten mit einem einen Flüssigkeitseinlaß und einen Flussigkeitsauslaß aufweisenden Gehäuse, in welchem ein durch die das Gehäuse durchströmende Flüssigkeit antreibbares Meßrad drehbar gelagert ist und mit einer is» Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit des Meßrads eine Meßgröße abgebenden Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrad (18) eine normal zur Meßradachse angeordnete, mit in gleichmäßigen Winkelabsfcänden verteilten Durchlässen (64) versehene Scheibe (32) aufweist, daß im Umlaufbereich dieser Durchlässe am Gehäuse (lö) auf einer Seite der Scheibe eine Strahlungsquelle (38) und auf der anderen Seite der Scheibe ;in durch die Strahlung der Strahlungsquelle zu Impulsen erregbarer Sensor (42) angeordnet ist, und daß die Durchlässe für die Strahlung der Strahlungsquelle durchlässig, die Scheibe außerhalb der Durchlässe aber undurchlässig ist.

2. Durchflußzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Leuchtdiode (38) und der Sensor ein Phototransistor (42) ist.

3. Durchflußzähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Infrarotdiode (38) ist.

4. Durchflußzähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe als Durchbrechungen

(64) ausgebildet sind.

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5. Durchflußzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (32) aus für die Strahlung der Strahlungsquelle (38) durchlässigem Material besteht und außerhalb der Durchlässe (64) durch eine undurchlässige Schicht abgedeckt ist.

6. Durchflußzähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe und das Meßrad in einem Stück gefertigt sind.

7. Durchflußzähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Scheibe (32) jeweils zwei Strahlungsquellen (38) bzw. diesen zugeordnete Sensoren (42) angeordnet und die Sensorausgänge mit den Eingängen einer Diskriminatorschaltung verbindbar sind.

8. Durchflußzähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit einem etwa normal zur Meßradachse angeordneten Deckel (14) versehen ist, der die Anschlußanordnung für den Phototransistor (42) als steckbare Verbindung (56, 58) aufweist.

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