DE906625C

DE906625C - Device for determining the pressure in flow lines, e.g. in the fuel line between the injection pump and nozzle of internal combustion engines

Info

Publication number: DE906625C
Application number: DEG3846D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hermann Goebbels
Original assignee: HERMANN GOEBBELS DR ING
Current assignee: HERMANN GOEBBELS DR ING
Priority date: 1939-10-14
Filing date: 1939-10-14
Publication date: 1954-07-12

Description

Einrichtung zur Ermittlung des Druckes in Durchflußleitungen z. B. in der Brennstoffleitung zwischen Einspritzpumpe und Düse von Verbrennungskraftmaschinen Es sind bereits Einrichtungen und Verfahren bekannt, die es gestatten, den Druckvelrlauf in Durchfluß leitungen, z. B. in Brennstoffleitungen des Einspritzsystems von Verbrennungskraftmaschinen beim Einspritzvorgang des Kraftstoffes zu ermitteln. Bei diesen wirkt der Druck des Mediums meistens über eine Membran und ein Übertragerkölhchen auf das Meßglied. Zur Erzie lung großer Wirksamkeit muß dabei senkrecht zur Achse der Brennstoffleitung eine Bohrung angebracht werden, die einen größeren Durchmesser aufweist als die Brennstoffleitung. Die verfügbare wirksame Membran.- bzw. Kolbenfläche wird jedoch auch dadurch nicht wesentlich größer, zumal zur Unterbindung unkontrollierbarer Beeinflussungen wesentliche Querschnittsveränderungen im Einspritzleitungssystem unbedingt vermieden werden müssen.Device for determining the pressure in flow lines z. B. in the fuel line between injection pump and nozzle of internal combustion engines It devices and methods are already known which allow the pressure level in flow lines, z. B. in fuel lines of the injection system of internal combustion engines to be determined during the fuel injection process. This is where the pressure works of the medium mostly through a membrane and a transfer tube to the measuring element. In order to achieve great effectiveness, it must be perpendicular to the axis of the fuel line a hole can be made, which has a larger diameter than the Fuel line. However, the available effective membrane or piston area is also because of this not significantly larger, especially to prevent it from being uncontrollable Influences significant changes in cross-section in the injection line system must be avoided at all costs.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung des Druckes in Durchflußleitungen auf der Grundlage des magnetoelastischen Effektes. Der Aufbau des Gebers dieser Meßeinrichtung ist denkbar einfach. Querschnittsveränderungen zum Anschluß des Druckübertragungssystems auf das eigentliche Meßglied sind nicht erforderlich. Abc dichtungsmembranen, Übertragerkölbehen und ähnliche Einrichtungen und die damit verbundenen Fehlerquellen sind nicht vorhanden. The invention relates to a device for determining the pressure in flow lines based on the magnetoelastic effect. The structure the encoder of this measuring device is very simple. Changes in cross-section for connecting the pressure transmission system to the actual measuring element are not necessary. ABC sealing membranes, transfer cams and similar devices and the associated sources of error do not exist.

Die Druckmessung erfolgt auf der Grundlage der physikalischen Tatsache, daß sich bei ferromagne- tischen Körpern unter dem Einfluß einer Änderung der mechanischen Beanspruchung des Meßgliedes auch eine Änderung der magnetischen Durchlässigkeit ergibt. die in bekannter Weise gemessen werden kann. Die Verwendung dieser Erscheinung zu Meßzwecken geschieht in der Weise, daß man das heanspruchte Konstruktionselement mit einer aus konstanter Wechselspannung gespeisten Spule versieht, die man in eine Brückenschaltung legt. Es ist auch Magnetisierung mit Gleichstrom anwendba,r; jedoch weist die Anordnung bei Wechselstrommagnetisierung den Vorteil einfacher statischer Eichbarkeit auf. Außerdem ist bei der Erfindung eine Verbesserung dieses Meßverfahrens durch Ausnutzung der erwiesenen Eigenart in der Richtung erzielt worden, daß sich bei Wechselstrommagnetisierung des Meßgliedes senkrecht zur Richtung der mechanischen Beanspruchung je nach der Magnetisieirungsstromstärke eine etwa zwei- bis dreifach größere Empfindlichkeit ergibt als bei parallelem Verlauf von Magnetisierungsfluß und Richtung der mechanischen Beanspruchung. The pressure measurement is based on the physical fact that ferromagne- table bodies under the influence of a A change in the mechanical stress on the measuring element also changes the magnetic one Permeability results. which can be measured in a known manner. The usage this phenomenon for measurement purposes happens in such a way that this is claimed Provides construction element with a coil fed by constant alternating voltage, which you put in a bridge circuit. It is also magnetization with direct current applicable; however, the arrangement has the advantage of AC magnetization simple static verifiability. There is also an improvement in the invention this measurement method is achieved by taking advantage of the proven peculiarity in the direction been that with alternating current magnetization of the measuring element perpendicular to the direction the mechanical stress, depending on the strength of the magnetizing current, approximately results in two to three times greater sensitivity than with a parallel course of Magnetizing flux and direction of mechanical stress.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei ein Ausführungsbeispqel der Anordnung erläutert. Der Geber besteht im wesentlichen, wie aus Fig. I ersichilich, ans dem als Durchfluß rohr ausgebildeten Meßglied R, der Meßspule S und dem Joch K. das sowohl den Magnetfluß als auch die in axialer Richtung der Rohrleitung auftretende mechanische Beanspruchung mit aufzunehmen hat. Durch entsprechende Dimensionierung des Joches K und dessen Verbindung mit dem Durchflußrohrsystem (Meßglied R und Anschlußstücke) ist erreicht, daß unter dem Einfluß des Druckes des in der Leitung befindlicllen Mediums praktisch nur eine Beanspruchung in tangentialer Richtung des Umfanges des Meßgliedes R hervorgerufen wird. Der Magnetisierungsfluß der Erregerspule S verläuft also senkrecht zur Richtung der mechanischen Beanspruchung des Meßgliedes R, wodurch die Erzielung der größten Empfindlichkeit gewährleistet ist. For a better understanding of the invention is an exemplary embodiment the arrangement explained. The encoder consists essentially, as shown in Fig. I, on the measuring element R designed as a flow tube, the measuring coil S and the yoke K. that both the magnetic flux and that occurring in the axial direction of the pipeline has to absorb mechanical stress. Through appropriate dimensioning of the yoke K and its connection with the flow pipe system (measuring element R and connecting pieces) is achieved that under the influence of the pressure of the in the line Medium practically only a stress in the tangential direction of the circumference of the Measuring element R is caused. The magnetizing flux of the excitation coil S runs so perpendicular to the direction of the mechanical stress on the measuring element R, whereby the achievement of the greatest sensitivity is guaranteed.

Einrichtungen zum Messen von Kräften und Momenten bzw. der Beanspruchung des Werkstoffes auf magnetoelastischer Grundlage sind in ihrer Empfindlichkeit temperaturabhängig. Diese Temperaturabhängigkeit wird meistens durch Anordnung besonderer Kompensationswicklungen ausgeglichen. Eine wesentlich einfachere und auch trägheitslosere Temperaturkompensation ist bei dem beschriebenen Geber nach Fig. I angewendet; die Wirkungsweise dieser Kompensation ist folgende: Nimmt die Temperatur des den Geber durchströmenden Nediums zu, so wird in erster Linie das Meßglied R eine höhere Temperatur annehmen. da die ührigen Teile, insbesondere das Joch K, eine verhältnismäßig große wärmeabführende Oberfläche besitzen, also eine niedrigere Temperatur aufweisen werden als das Meßglied. Meßglied R und Joch K sind nun in ihrer Länge bzw. ihren Ausdehnungskoeffizienten so aufeinander abgeglichen. daß die unter Einfluß der ungleichen Verlängerung von Meßglied R und Joch K in axialer Richtung des Meßgliedes auftretende temperaturbedingte Beanspruchung die Änderung der temperaturabhängigen Empfindlichkeit des Meßgliedes ausgleicht. Devices for measuring forces and moments or stress of the material on a magnetoelastic basis are temperature-dependent in their sensitivity. This temperature dependency is mostly achieved through the arrangement of special compensation windings balanced. A much simpler and also less inertia temperature compensation is used in the described encoder according to FIG. how this works Compensation is as follows: Takes the temperature of the medium flowing through the encoder to, the measuring element R will primarily assume a higher temperature. because the ührigen parts, especially the yoke K, a relatively large heat dissipating Have surface, so will have a lower temperature than the measuring element. Measuring element R and yoke K are now in their length or their expansion coefficient so matched. that those under the influence of the unequal extension of Measuring element R and yoke K occurring in the axial direction of the measuring element due to temperature Stress the change in the temperature-dependent sensitivity of the measuring element compensates.

Zur direkten Aufnahme des nruckverlaufes wird die Meßspule in einen Zweig einer mit Wechselstrom gespeisten Brücken- oder Kompensationsschaltung gelegt, deren Ausgangsspannungen auf die für den Betrieb des Oszillographen erforderlichen Werte verstärkt werden. Bei Zwischenschaltung einer Demodulationsstufe wird der Druckverlauf direkt aufgeze,ichnet. Ohne Demodulation gibt die Hüllkurve der Brückendiagonale oder der IÇompensatorausgangsspannung den Druckverlauf wieder. The measuring coil is converted into a A branch of a bridge or compensation circuit fed with alternating current is laid, their output voltages to those required for the operation of the oscilloscope Values are reinforced. If a demodulation stage is interposed, the The pressure curve is recorded directly. Without demodulation, the envelope curve of the bridge diagonal gives or the compensator output voltage shows the pressure curve again.

Zur Aufnahme der vielfach interessierenden zeitlichen Änderung des Druckes wird das Meßglied R zur Erzielung der günstigsten Magnetisierung mit Hilfe einer zweiten Wicklung der Meßspule magnetisiert. Zur Aufnahme des tatsächlichen Spannungsverlaufes ist also eine Integration erforderlich, die elektrisch sehr einfach dadurch vorgenommen werden kann, daß man im Meßkreis einen Kondensator C und einen im Vergleich zu dessen Wechselstromwiderstand sehr hohen chemischen Widerstand W in Reihe schaltet und dem Oszillographen die Kondensatorspannung zuführt.To record the change in pressure over time, which is of great interest the measuring element R is magnetized with the aid of a second winding of the measuring coil in order to achieve the most favorable magnetization. To record the actual voltage curve, an integration is required, which can be done electrically very easily by connecting a capacitor C and a chemical resistance W, which is very high compared to its alternating current resistance, in series in the measuring circuit and supplying the capacitor voltage to the oscilloscope.

Das Schaltschema zu dieser Anordnung zeigt Abb. 2.The circuit diagram for this arrangement is shown in Fig. 2.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for determining the pressure in flow lines, z. B. fuel line between injection pump and nozzle of internal combustion engines, on the basis of the magnetoelastic effect, characterized in that the Measuring element (R) designed in such a tubular manner and built into the flow line is that there are no cross-sectional changes.

2. Device according to claim I, characterized in that the measuring element (R) and the yoke (k-) are connected to one another in this way. that under the influence of in the line prevailing pressure at the measuring element (R) practically only stresses can occur in the tangential direction of the circumference, so that magnetizing flux and direction of mechanical stress are perpendicular to each other.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the measuring element (R) and the yoke (K) in their length or their expansion coefficient are so similar to each other that when heated they are affected by the unequal extension of the measuring element (R) and yoke (K) in the axial direction of the measuring element (R) occurring temperature-related stress the change in temperature-dependent Sensitivity of the measuring element compensates.