DE7718749U1 - Druckmessgeraet, insbesondere fuer kontroll- und justierzwecke - Google Patents

Description

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Ι Die Erfindung betrifft ein Druckmeßgerät,

I welches insbesondere als transportables Präzi-

1 sionsdruckmeßgerät zur Justierung und Kontrolle

I von Druckmeßeinrichtungen und -anlagen dienen soll.

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• Beim Bau und beim Betrieb von Druckmeßein-

\ richtungen aller Art werden Druckmeßgeräte benö-

i tigt, welche die Druckwerte möglichst genau anzei-

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^: gen und welche bequem und schnell von der kontrollie-

\ renden Bedienungsperson ablesbar sind. Dies ist

£ besonders wichtig, wenn mehrere oder zahlreiche

ja Druckanzeiger zu kontrollieren und gegebenenfalls

I unverzüglich Meldungen zu machen sowie Entscheidun-

I gen zu treffen sind. Hier kann es sich um Bruchei

ζ teile von Sekunden handeln, wobei Fehler oder

i; Irrtümer beim Ablesen der Instrumente schwerwiegende Folgen haben können.

Die bisher für Kontroll- und Justierzwecke od.dgl. verwendeten Flüssigkeitsmanometer oder mechanischen Zeigermanometer haben den Nachteil, daß die Meßwerte an den Skalen oft schwer und mühsam ablesbar sind, weil dafür unbequeme Kopfbewegungen erforderlich sind. Auch sind die abgelesenen Werte schlecht bzw. nur sehr umständlich registrierbar,

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Im übrigen erhält man auf diesen Manometern

analoge Anzeigen, die auf den vielen Teilstri- \ chen der im allgemeinen nicht sehr großen Skalen ( praktisch nur unsicher und angenähert ablesbar

s ind. '

Andererseits sind auch elektronische Druck- [ meßgeräte bekannt, welche die Meßwerte digital anzeigen. Diese Geräte ergeben zwar sehr genaue
Werte,aber sie haben wiederum den Nachteil, daß
die elektronisch erzeugten Leuchtziffern oft nur ' mühsam und zeitraubend erkennbar sind, vor allem _} bei ungünstigen Lichtverhältnissen wie z.B. bei * grellem Tageslicht. Daher können auch bei Verwen- |

dung solcher digital anzeigenden Druckmeßgeräte | schwerwiegende Ablesefehler entstehen. !

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, | ein Druckmeßgerät zu schaffen, welches die Vorteile einer analogen Meßwertanzeige mit den Vorteilen
einer digitalen Meßwertanzeige vereinigt, so daß
die Nachteile der bisher verwendeten entweder nur
analog oder nur digital anzeigenden Geräte einander
mehr oder weniger aufheben.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß grundsätzlich dadurch gelöst, daß das Druckmeßgerät zwei verschiedene, aber jeweils von dem gleichen Eingangsdruck einstellbare Druckanzeiger enthält, von denen der eine den gemessenen Druck als analogen Meßwert und der andere den gemessenen Druck gleichzeitig als digitalen Meßwert anzeigt.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der analoge Druckanzeiger aus einem unmittelbar auf den Eingangsdruck ansprechenden Manometer, während der digitale Druckanzeiger aus einem von dem Eingangsdruck mittelbar über einen Meßwert- oder Druckspannungswandler und einen die analogen Signale des letzteren in digitale Signale umwandelnden Analog-Digital-Wandler einstellbaren Digitalwertanzeiger gebildet ist. Dabei sind der Meßwertwandler und der Analog-Digit alwandler vorzugsweise als elektronisch arbeitende Umformer ausgebildet, die z.B. von einem Netzanschlußgerät oder von einer selbständigen Stromquelle mit Betriebsstrom gespeist werden.

Erfindungsgemäß ist ein solches Druckmeßg'.r'ät besonders zweckmäßig so ausgebildet, daß der analoge

Druckanzeiger bzw. die Druckwertskala des Zeigermanometers und der digitale Druckanzeiger bzw. die Zifferntafel desselben einander benachbart auf der oberen Deckfläche eines Gehäuses angeordnet sind. Infolgedessen kann man beide Druckanzeiger gleichzeitig mit einem Blick überschauen und ablesen, so daß Irrtümer und Ablesefehler praktisch ausgeschlossen werden. Die analogen und die digitalen Meßwerte der Doppelanzeige müssen sich entsprechen, weil beide Anzeigegeräte direkt bzw. indirekt gleichzeitig von ein und demselben Eingangsdruck eingestellt werden. So ergänzt die sehr genaue Ziffernanzeige des digitalen Anzeigers die gleichzeitig erfaßbare Anzeige des Zeigers des analogen Manometers, und es wird eine bequeme, rasche und genaue Ablesung der Druckmeßanzeige ermöglicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Druckmeßgerät mit einer Prüfeinrichtung zur Kontrolle und Justierung der Meßfunktionen versehen werden. Diese Prüfeinrichtung kann mit Kontrollkräften arbeiten, durch welche bestimmte Eingangsdrücke willkürlich simulierbar sind. Ferner können erfindungsgemäß Sicherheitseinrichtungen vorgesehen werden, welche die dem Eingangsdruck ausgesetzten Teile des Gerätes gegen Überlastung schützen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können

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Anschluß- und Schaltmittel vorgesehen werden, welche ebenso wie sonstige Erfindungsmerkmale in den Ansprüchen und in der folgenden Beschreibung näher gekennzeichnet sind.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt ein Druckmeßgerät gemäß der Erfindung in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Druckmeßgerates nach Fig. 1; und

Fig. 3 zeigt schematisch einen Druckspannungswandler mit einer Prüfeinrichtung zur Kontrolle der Funktion und Genauigkeit des Druckmeßgerates.

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiftl sind auf der geneigten Oberfläche eines pultformigen, transportablen Gehäuses G nebeneinander zwei verschiedene, jedoch von den gleichen

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Eingangsdrucksignalen gespeiste Druckanzeiger angeordnet, nämlich ein mechanisch arbeitendes Manometer M mit einem über einer analogen Druckskala spielenden Zeiger und ein elektrisch arbeitender Digitalanzeiger D mit auf einer Anzeigetafel aufleuchtenden Ziffern. Zveske genauer waagerechter Aufstellung des Druckmeßgerätes ist auf dem Gehäuse G zweckmäßig die Libelle L einer Wasserwaage od.dgl. angeordnet, was vor allem für die genaue Funktion der später beschriebenen Prüfeinrichtung wichtig ist.

An der Vorderwand des Gehäuses G sind ein oder mehrere, beispielsweise drei Druckanschlüsse e·,, e_p und e- vorgesehen, durch welche der bzw. die zu messenden Drücke in das Gerät eingespeist werden. Einer dieser Drücke kann gegebenenfalls auch von dem atmosphärischen Außendruck vorgegeben sein, um z.B. eine Entlüftung des Gerätes oder eine NuIIpunktkontrölIe zu ermöglichen. Die anderen Druckanschlüsse sind mit verschiedenen Meßstellen verbunden. Der .jeweils gewünschte Druckanschluß kann der InnendruckmeSieitung J des Druckmeßgerätes z.B. mittels eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten Mehrwegehahnes oder -ventils zugeführt werden, zu dessen Umschaltung ein an der

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rechten Seitenwand des Gehäuses G angeordneter Einstellhebel E dient.

Zur Einspeisung von elektrischer. Hilfsenergie aus einem Stromnetz in das Druckmeßgerät ist ein Stromeingang e^ vorgesehen, der gemäß Fig. 1 von einer Steckdose S mit Zuführungskabel K gebildet sein kann. Im Inneren des Gehäuses <& führt der Stromeingang et, wie Fig. 2 zeigt, zu einem Netzanschlußgerät N. Für den Fall, daß kein Netzstrom zur Verfugung steht oder daß der Netzstrom ausfällt, ist noch ein Akkumulator A oder eine sonstige selbständige Energiequelle vorgesehen. Der Akkumulator A, welcher von dem Netzanschlußgerät N aufgeladen werden kann, wird bei Ausfall des Netzes mittels eines Schalters selbsttätig oder von Hand an die innere Stromleitung des Druckmeßgerätes angeschlossen.

Von der Innendruckmeßleitung J führt eine Zweigleitung Z, zu dem mechanischen analogen Manometer M für den Druck P, wie aus demBlockschaltbild der Fig. 2 ersichtlich ist. Eine andere Zweigleitung Zp führt zum Druckteil ρ eines elektronischen

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MeßwertwandlerS U, welcher den eingehenden Druckwert in eine diesem Druckjproportionale Größe wie z.B. einen eingeprägten analogen Strom bzw. ein analoges elektrisches Signal umwandelt. Von der Zweigleitung Z, bzw. von der Innendruckmeßleitung J geht eine Ausgangsleitung Z-, zu einem in Fig. 1 an der Vorderwand des Gehäuses G mündenden Druckausgang a,, der als Schlauchtülle oder als Rohrstutzen od.dgl. ausgebildet sein kann. Dieser Druckausgang a^ ist entweder verschlossen, oder er kann mit einem weiteren analogen, auf Druck ansprechenden Gerät wie z.B. mit einem Präzisionsmanometer oder Registriermanometer verbunden werden.

Der Strom- oder Spannungsteil u des elektronischen Meßwertwandlers oder Druckspannungswandlers U ist über einen Verstärker V mit einem elektronischen Analog-Digitalwandler W verbunden, welcher die aus dem Verstärker V kommenden analogen elektrischen Signale in digitale elektrische Signale nach dem BCD-Code verwandelt, die zweckmäßig dezimal auf dem Digitalanzeiger D in Ziffern z.B. mittels Leuohtdioden sichtbar gemacht und dort als Druckwerte abgelesen werden können.

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Von der Verbindungsleitung zwischen dem Verstärker V und dem Analog-Digitalwandler W zweigt eine eüctrische Leitung X zu einer Analogsignal-Anschlußbuchse a-, ab, von der die elektrischen Analogsignale beliebigen weiteren Meß- bzw.Registrier geräten od.dgl. zugeführt werden können. Hinter dem Ausgangsteil D des Analog-DigitalasBOi-

T Wandlers W, aber noch vor dem Digitalanzeiger D, zweigt

eine weitere elektrische Leitung Y zu einer Digitalsignal-Anschlußbuchse a_o ab, von der die elektrisehen Digitalwerte einem beliebigen weiteren Aufnah-

;. megerät, z.B. einem Zahlendrucker oder Speicher gerät

ξ zugeleitet werden können. Die Anschlußbuchsen a^,

f und ap können gemäß Fig. 1 ebenfalls an der Vorder-

wand des Gehäuses G angeordnet sein.

Vorzugsweise wird gemäß der Erfindung ein Meßwert- oder Druckspannungswandler verwendet, welcher gegen eine Überlastung durch zu hohen Eingangsdruck geschützt ist. Ein solcher Druckspannungswandler ist in Fig. 3 zusammen mit einer Prüfeinrichtung zur Kontrolle der Meßwertanzeige beispielsweise und sohematisch veranschaulicht.

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Der Druckspannungswandler besteht im wesentlichen aus einer U-förmig gebogenen Blattmeßfeder 1, einem in letztere eingebauten Mkä Metallfederbalg bzw. Meßbalg 2, einem Membrangehäuse 3 und einem Differentialtrafo 4. Zur Prüfeinrichtung gehören zwei mit 5 bezeichnete Prüf- oder Justiergewichte Gn und Gp, welche durch entsprechende Einstellung zweier Schalthebel 6 über ein Schneidengehänge auf die Druckmeßeinrichtung 1, 2 einwirken können. Die Schalthebel 6 sind in Fig. 1 an der rechten Seitenwand des Gehäuses G sichtbar.

Der vom Druckmeßgerät zu verarbeitende Druck wird z.B. durch den Eingangsdruckanschluß e. in das Membrangehäuse 3 eingeführt, wo er auf eine dünne Membran 7 wirkt. Der Druckraum 8 unterhalb der Membran 7 ist mit dem Innenraum 9 des Meßbalges 2 durch eine Leitung 10 verbunden. In die Räume 8, 9 und 10 ist hermetisch eine Flüssigkeit eingeschlossen, welche den auf die Membran 7 wirkenden Eingangsdruck auf den Meßbalg 2 überträgt. Durch den Innendruck dehnt sich der Meßbalg 2 gemäß der Federsteife der Blattmeßfeder 1 aus. Der Balgboden 11 des Meßbalges 2 schlägt entsprechend aus und bewegt über den mit ihm verbundenen Federschenkel 12 der

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Blattmeßfeder 1 den Eisenkern 13 des Differentialtrafos 4. Dadurch entsteht in dem Differentialtrafo 4 eine Differentialwechselspannung, welche von der Stellung des Eisenkernes 13 und damit von der Höhe des zu messenden Eingangsdruckes abhängt. Wächst der Eingangsdruck bei e,,über eine bestimmte Höhe, dann legt sich die Membran 7 auf ihr Bett, d.h. auf den Boden 14 des Membrangehäuses 3, so daß sich der auf den Meßbalg 2 wirkende Druck nicht weiter erhöhen kann. Dadurch ist der Druckspannungswandler des Druckmeßgerätes auf einfache Weise gegen eine Überlastung geschützt.

Die Gewichte G, und G₂ der Prüfeinrichtung sind so dimensioniert, daß die die Kräfte simulieren, welche z.B. von zwei ausgewählten Meßdrücken hervorgerufen werden sollen. Bei der Prüfung des Druckmeßgerätes kann eine NullpunktkontroiIe einfach dadurch vorgenommen werden, daß der Druckeingang e, mit der äußeren Atmosphäre verbunden wird.

Um nun auch kontrollieren zu können, ob die richtige Zuordnung des zu messenden, bei e, zugeführten Druckes zu der von dem Differentialtrafo

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erzeugten Differentialwechselispannung noch erhalten ist, kann man im einfachsten Fall das obere Prüfgewicht G,, an dem das Prüfgewicht Gg hängt, durch Betätigen des oberer. Schalthebels 6 an die Meßeinrichtung anhängen; es muß sich dann eine bestimmte Ausgangsspannung dos Differentialtrafos 4 einstellen. Will man auch noch einen Zwischenwert kontrollieren, dann betätigt am man den unteren Schalthebel 6 derart, daß sich das PriT-gewicht Gp von dem R-iigewicht G, löst, so daß nur noch das obere Prüfgewicht G₁ an der Meßeinrichtung hängt. Auf diese Weise kann man kontrollieren, ob die Justierung des Meßwertwandlers hinsichtlich Meßspanne und Linearität innerhalb der vorgesehenen Grenzen liegt. Wenn auch die Linearität bei dieser Prüfung nur an einem Punkt der Kennlinie kontrolliert wird, so ist diese Maßnahme in der Regel doch ausreichend, um zu erkennen, ob das Druckmeßgerät noch in Ordnung ist.

In der vorstehenden Beschreibung liind in den Ansprüchen sind die wesentlichen Erfindungsmerkmale und Erfindungsausgestaltungen grundsätzlich gekennzeichnet worden. Jedoch beschränkt sich die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel, sondern sie umfaßt auch alle Varianten im Rahmen d ieser Erfindungsmerkmale.

_ Patentanwalt

Claims (15)

:ϊ PATENTANWALT : : .". . : .' . .' .* München QO [39 QchlotthauQi'strciße 3 Toi™ 65 23 21 SAMSON AKTIENGESELLSCHAFT, Weismüllerstraße 3, 6000 Prankfurt am Main Druckmeßgerät, insbesondere für Kontroll- und Justierzwecke Schutzansprüche :

1. Druckmeßgerät, insbesondere transportables Präzisionsmeßgerät zur Justierung und Kontrolle von

Druckmeßeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät zwei verschiedene, aber jeweils von dem gleichen Eingangsdruck einstellbare Druckanzeiger enthält, von denen der eine den gemessenen Druck als analogen Meßwert und der andere den gemessenen Druck gleichzeitig als digitalen Meßwert anzeigt,

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2. Druckmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der analoge Druckanzeiger aus einem unmittelbar auf den Eingangsdruck ansprechenden Manometer (M) besteht, während der digitale Druckanzeiger aus einem von dem Eingangsdruck mittelbar über einen Meßwert- oder Druckspannungswandler (U) und einen die analogen Signale des letzteren in digitale Signale umwandelnden Analog-Digitalwandler (W) einstellbarenbigitalwertanzeiger (D) gebildet ist.

3· Druckmeßgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertwandler (U) und der Analog-Digitalwandler (W) als elektronische Umformer ausgebildet sind, die z.B. von einem Netzanschlußgerät (N) oder von einer selbständigen Stromquelle (A) mit Betriebsstrom gespeist werden.

4. Druckmeßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis J,, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr, mit verschiedenen Meßstellen bzw. mit der Atmosphäre verbindbare Druckanschlüsse (e,, e_?, e-, usw.) vorgesehen sind, die wahlweise mittels eines Umschalters (E) an die Haupcdruckmeßleitung (J) des Gerätes anschließbar sind.

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5. Druckmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung aus einem von dem
Umschalter (E) betätigbaren Mehrwegeventil oder j -hahn besteht.

6. DruckmeSgerät nach einem oder mehreren der Ansprü- ·

ehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt- \

druckmeßleitung (J) bzw. eine von dieser zu dem \

analogen Manometer (M) führende Zweigleitung (Z,) \

über eine Ausgangsleitung (3·,) mit einem verschließ- (

baren oder an ein weiteres analoges, auf Druck j

ansprechendes Gerät anschließbaren Druckausgang j (a,) verbranden ist.

7. Druckmeßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem

Analog-Digitalwandler (W) eine Leitung (X) zu i

I einer Analogsignal-Anschlußbuchse (a,) und hinter i dem Analog-Digitalwandler (W) eine Leitung (Y) zu j einer Digitalsignal-Anschlußbuchse (a₂) abzweigt. j

8. Druckmeßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem . Eingangsdr nick (e-, e₂, e^ usw.) ausgesetzten Teile

des Gerätes mit einer Überlastungsschutzeinrichtung
versehen sind.

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9. Druckmeßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert- oder Druckspannungswandler (U) einen über eine Blattmeßfeder (1) auf einen Differentialtrafo (4) wirkenden Meßbalg (2) enthält, dessen Innendruckraum (9) mit dem Druckraum (8) eines en denpruckeingang (e, usw.) angeschlossenen Membrangehäuses (3) durch eine Flüssigkeitsfüllung verbunden ist, wobei die Membran (7) bei einer bestimmten Überschreitung der Druckhö'he des Eingangsdruckes von dem Boden (14) des Membrangehäuses (3) abstützbar ist.

10. Druckmeßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät mit einer Prüfeinrichtung zur Kontrolle und Justierung der Meßfunktionen versehen ist.

11. Druckmeßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung Mittel zur Ein- und Abschaltung von Kontrollkräften aufweist, durch welche bestimmte Eingangsdrücke simulierbar sind.

12. Druckmeßgerät nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckmeßeinrichtung (1, 2) des Meßwertwandlers (U) mindestens ein oder zwei Prüfgewichte (G₁, G₂) wahlweise z.B. mittels Schalthebeln (6) anhängbar sind.

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13. Druckmeßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der analoge Druckanzeiger (M) bzw. die Druckwertskala des Zeigermanometers und der digitale Druckanzeiger (D) bzw. die Zifferntafel desselben einander benachbart auf der oberen Deckfläche eines Gehäuses (G) angeordnet sind.

14. Druckmeßgerät nach Anspruch IJ, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsdruckanschlüsse (e^, e₂, e-, usw.), die elektrischen Signalanschlußbuchsen (a^, a^), der Druckausgang (a-,) und die Umschalt- und Prüfhebei (E bzw. 6) an der Vorderwand bzw. an einer Seitenwand des Gehäuses (G) angeordnet sind.

15. Druckmeßgerät nach Anspruch 13 oder 14, insbesondere mit Prüfeinrichtung nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf demGehäuse (G) eine Libelle (L) zur waagerechten Einstellung des Gerätes angeordnet ist.

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