DE918996C

DE918996C - Vorrichtung zur lichtelektrischen Drehzahlmessung oder zum Drehzahlvergleich von umlaufenden Teilen an Elektrizitaetszaehlern

Info

Publication number: DE918996C
Application number: DEL12331A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Theodor Thierfelder
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1952-05-13
Filing date: 1952-05-13
Publication date: 1954-10-11

Description

Vorrichtung zur lichtelektrischen Drehzahlmessung oder zum Drehzahlvergleich von umlaufenden Teilen an Elektrizitätszählern Die Erfindung bezieht sich auf die Drehzahlmessung oder den Drehzahlvergleich von umlaufenden Teilen an Elektrizitätszählern durch lichtelektrische Abtastung von Markierungen oder Löchern an bzw. in den umlaufenden Teilen. Hierzu sind die Zählerscheihen entweder nahe ihrem Umfang mit einer Lochreihe versehen oder an iihrem Umfang so gezahnt oder bedruckt, daß abwechselnd reflektierende und nichtreflektierende Stellen entstehen.
Ublicherweise sind die Zählerscheiben mit 400 Zähnen am Umfang versehen. Bei einer Nenndrehzahl des Zählers von 20 Umdr./min bei Vollast, wie sie insbesondere bei neueren Zählern häufig vorkommt, ergibt sich eine Frequenz der von dem lichtelektrischen Organ erzeugten Impulse von I33 Hz.
Bei 5 0/o der Nennlast beträgt dann die Impulsfrequenz nur 7 Hz. Bei Abbildung dieser Frequenz auf einem Braunschen Rohr ergibt sich kein stehendes Bild, sondern starkes Flimmern.
Zur Behebung dieser Schwierigkeiten sieht die Erfindung eine Frequenzvervielfachung der l.ichtelektrisch erzeugten Impulse vor, die dadurch erzielt wird, daß die Markierungen oder Löcher bei der Drehung des umlaufenden Teils um eine Markierungs- bzw. Lochteilung von mindestens drei Lichtbündeln getroffen werden.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 a bis 1 d eine Erläuterungsskizze für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestetllt; Fig. 2 und 3 zeigen in schaubildlicher Vorderansicht und im Teilschnitt bzw. in Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel für eine einstellbare Schlitzblende mit drei Schlitzen.
In Fig. I ist mit L eine Lichtquelle, mit S eine Linsenanordnung und mit B eine mit drei Schlitzen A1, 2 und A3 versehene Schlitzblende bezeichnet, die sich vor dem gezahnten Scheibenrand Z befindet, der abwechselnd reflektierende Stellen R und nichtreflektierende Stellen N aufweist. Mit a ist die Zahnteilung bezeichnet. Der Abstand der drei durch die Schlitze A,, A2 und A3 fallenden Lichtstrahlen muß genau a/3 betragen. Die in WirkLichkeit sehr nahe beieinander liegenden Lichtstrahlen werden von einer nicht dargestellten Fotozelle aufgefangen, die eine lichtempfindliche Fläche hat, die größer als eine Zahnteifung ist.
In der in Fig. I a dargestellten Ausgangsstellung der Zählerscheibe Z, die sich in Pfeilrichtung drehen menge, fallen die beiden. linken Lichtbündel durch die Schlitze A1 und A2 auf eine reflektierende Stelle R des Zählerscheibenrandes, und sie werden zur Fotozelle reflektiert, während nur das rechte Lichtbündel durch den Schlitz 3 auf eine nichtreflektierende Stelle N fällt. In dieser Stellung ergibt sich also die höchste Lichtausbeute für die Fotozelle, und in Fig. 3d ist daher die Helligkeit in der Stellung Null mit I00°/e angegeben. Wenn die Zählerscheibe aus der Stellung Null sich nach links weiterdreht, geht das mittlere Lichtbündel von der reflektierenden Stelle R auf die nichtreflektierende Stelle N über, und in Stellung I (Fig. I b) steht schließlich nur noch das linke Lichtbündel auf der reflektierenden Stelle R. Die auf die Fotozelle reflektierte Lichtmenge ist dann um 50 0/o kleiner als in Stellung Null. Beim Weiterdrehen der Zä;hlerscheibe aus der Stellung I nach links wandert das rechte Lichtbündel durch den Schlitz fç3 von der nichtreflektierenden Stelle N auf die nächste reflektierende StelleR, und in Stellung2 (Fig. 1 c) stehen dann wieder wie in Stellung Null zwei Lichtbündel, nämlich das linke und das rechte auf reflektierenden Stellen, während das mittlere Lichtbündel nicht reflektiert wird. Die Belichtung der Fotozelle wechselt also jeweils mit der Fortbewegung der Zähierscheibe um 1/3 der Zahnteilung a zwischen 50 und IooO/o, und es ergeben ssich daher statt eines Impulses bei der üblichen Abtastung mit einem Lichtbündel durch die Abtastung mit drei Lichtbündeln drei Impulse, d. h. also eine dreimal so große Impulsfrequenz. Gegenüber einer Frequenzvervielfachung hinter der Fotozelle hat das Verfahren nach der Erfindung den Vorteil daß die Scheibenabtastung, die bisher bei der Scheibendrehung mit einem Schritt a erfolgte, jetzt bei der Scheibendrehung mit einem Schritt a/3 erfolgt.
Der Abstand der Strahlenbündel muß außerordentlich genau eingestellt werden. Es ist deshalb zweckmäßig, zwei der Schlitze verstellbar zu machen.
Eine Ausführungsmöglichkeit dieser Schlitzanordnung ist in Fig. 2 und 3 gezeigt. Hierbei bedeutet A ein Rohr, in dem die Lichtquelle L untergebracht ist. B und C stellen schwenkbare Winkel dar, die die Schlitze für den ersten und dritten Strahl tragen. Diese Winkel können mittels der gekordelten oder gerändelten Scheiben D und E über die Exzenterscheiben, G und H in kleinem Bereich verstellt werden. Die Exzenterscheiben sind mit den Scheiben D und E fest verbunden. F bedeutet zwei Bremsen, die eine unerwünschte Verstellung der Scheiben D und E verhindern.
Die Winkel B und C werden durch zwei Federn Fl und F2 gege,n die Exzenterscheiben gedrückt. Gleichzeitig drücken diese Federn die Winkel B und C einseitig gegen ihre Tragzapfen, so daß eventuelle Spiele dieser Lagerungen unschädlich gemacht werden.
Die Erzeugung der drei StfahleBlbündel kann auch durch drehbare Spiegel oder Prismen unter Benutzung einer einzigen Lichtquelle erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zur Drebzahlmessung oder zum Drehzahlvergleich von umlaufenden Teilen an Elektrizitätszählern durch lichtelektrische Abtastung von abwechselnd reflektierenden und nichtreflektierenden oder abwechselnd lichtdurchlässigen und nicht lichtdurchlässigen Stellen (Maakierungen bzw. Löcher) auf bzw. in den umlaufenden Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Frequenzvenoielfachung der lichtelektrisch erzeugten Impulse die Markierungen oder Löcher bei der Drehung des umlaufenden Teils um eine Markierungs- oder Lochteilung von mindestens drei Lichtbündeln getroffen werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, Idadurch gekennzeichnet, d'aß die drei Lichtbündel durch drehbare Spiegel oder Prismen unter Benutzung einer einzigen Lichtquelle erzeugt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle durch eine Schlitzblende so abgeschirmt ist, daß drei getrennte Strahlenbündel entstehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zweiXder Schlitze verstelDbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schlitze in je einem mittels Exzenterscheiben gegen die Wirkung von Federn verschwenkbaren W'inkelteil angebracht sind.