DE934636C

DE934636C - System for measuring and displaying the wind speed

Info

Publication number: DE934636C
Application number: DEL13164A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl-Ing Koechel
Original assignee: WILH LAMBRECHT FA
Current assignee: WILH LAMBRECHT FA
Priority date: 1952-08-20
Filing date: 1952-08-20
Publication date: 1955-10-27

Description

Anlage zum Messen und Anzeigen der Windgeschwindigkeit Es ist bereits vorgeschlagen worden, Tourendynamos zum Messen der Windgeschwindigkeit und Potentiometerwiderstände für die Richtungsanzeige zu verwenden.System for measuring and displaying the wind speed It is already have been proposed touring dynamos for measuring wind speed and potentiometer resistances to be used for indicating the direction.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anlage zum Messen und Anzeigen von Windgeschwindigkeiten unter Verwendung von Tourendynamos und der Windrichtung mit Hilfe von Potentiometerwiderständen, bei welcher die Hohlachse des Richtungsgebers des Geber-Polfeldsystems bzw. des Potentiometers von der Antriebsachse des Meßdynamos zentrisch durchdrungen ist. The invention relates to a system for measuring and displaying of wind speeds using touring dynamos and the wind direction with the help of potentiometer resistors, in which the hollow axis of the direction transmitter the encoder pole field system or the potentiometer from the drive axis of the measuring dynamo is penetrated centrically.

Durch eine solche Ausbildung des Gebersystems ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß dieses zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden kann, die einen verhältnismäßig kleinen Raum beansprucht. Da ein hochempfindlicher Meßgenerator Verwendung findet, kann mit einem kleinen und leichten Schalenkreuz für den Antrieb ausg, ekommen werden. Die Abmessung des Generators ist derart, daß die Verwendung eines dreiarmigen Schalenkreuzes von 160 mm # ausreicht. Such a design of the encoder system results in the essential one Advantage that this can be combined into a unit that is a relatively takes up small space. Since a highly sensitive measuring generator is used, can be achieved with a small and light cup cross for the drive. The dimensions of the generator are such that the use of a three-armed cup cross 160 mm # is sufficient.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das Geber-Polfeldsystem mit einem oder mehreren Empfänger-Polfeldsystemen elektrisch verbunden, die dem Teil der Registrierstelle oder-stellen und der Anzeigestelle oder -stellen zugeordnet sind, der zum Registrieren und Anzeigen der Windnch tung dient. Bei dieser Ausführung ist es ohne weiteres möglich, die Registrier- und Anzeigegeräte an jedem beliebigen Ort und in jeder beliebigen Entfernung vom Gebersystem anzuordnen. Ferner kann jede beliebige Anzahl von Registrier-und Anzeigegeräten an das Gebersystem angeschlossen werden. The encoder pole field system is a further development of the invention with one or more receiver pole field systems electrically connected to the Part of the registration office or offices and assigned to the notification office or offices which is used to register and display the wind direction. In this version it is easily possible to use the registration and display devices at to be arranged at any location and at any distance from the encoder system. Furthermore, any number of registration and display devices can be connected to the encoder system be connected.

Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt Fig. 1 einen Gesamtplan der Anlage, Fig. 2 das Geber- und Empfänger-Polfeldsystem, Fig. 3 die zwischen dem Empfängerpolsystem der Registrierstelle und der Schreibvorrichtung angeordnete Zahnradübersetzung, Fig. 4 einen Längsschnitt der Fig. 3. Further details of the invention emerge from the following Description of the exemplary embodiment shown schematically in the drawing. 1 shows an overall plan of the system, FIG. 2 shows the transmitter and receiver pole field system, 3 shows that between the receiver pole system of the registration office and the writing device arranged gear transmission, FIG. 4 shows a longitudinal section of FIG. 3.

Die Anlage besteht aus dem Gebersystem und dem Empfängersystem, das sich aus tdenRegistriergeräten und den Anzeigegeräten zusammensetzt. The system consists of the encoder system and the receiver system, the is made up of the registration devices and the display devices.

Das Gebersystem besteht aus dem den Kraftgeber I bildenden Schalenstern 2 und der Winde fahne 3. Durch den hohlen Schaft 4 der Windfahne 3 ist der Schaft 5 des Schalensternes 2 hindurchgeführt. Am unteren Ende des Schaftes 5 des Schalensternes 2 sitzt ein Meßgenerator 6. Uber diesem ist das Geber-Polfeldsystem 7 angeordnet, das mit dem hohlen Schaft 4 des Schalensternes 3 verbunden ist. Kraftgeber I, Meßgenerator 6 und Geber-Polfeldsystem 7 sind vorteilhaft zu einer Baueinheit zusammengefaßt, die drei Streckerverbindungen8, 9, 10 aufweist, von denen die Verbindung 8 an dem Polfeldsystem 7, die Verbindung 9 an dem Meßgenerator 6 und die Verbindung 10 an einem Heizelement 11 angeschlossen ist, das in Form einer elektrischen Heizwendel ausgebildet sein kann und dazu dient, das Gebersystem in Frostzeiten zu beheizen, um eine Vereisungsgefahr auszuschließen. Der Meßgenerator 6 liefert eine der jeweiligen Windgeschwindigkeit entsprechende proportionale Spannung. Aus Gründen einer hohen Betriebssicherung wird vorteilhaft ein Wechselstromgenerator gewählt, um jegliche beweglichen stromführenden Teile im Bereich des Gebers auszuschließen. Die Erfüllung dieser Forderung ist insofern von Bedeutung, als der Geber starken klimatischen Schwankungen hinsichtlich Tempe ratur und Feuchtigkeit ausgesetzt ist. The transmitter system consists of the cup star forming the force transmitter I. 2 and the winch vane 3. The shaft is through the hollow shaft 4 of the wind vane 3 5 of the cup star 2 passed through. At the lower end of the shaft 5 of the cup star 2 sits a measuring generator 6. Above this, the encoder pole field system 7 is arranged, which is connected to the hollow shaft 4 of the cup star 3. Force transmitter I, measuring generator 6 and the encoder pole field system 7 are advantageously combined into one structural unit, the three straightener connections 8, 9, 10, of which the connection 8 at the Pole field system 7, the connection 9 to the measuring generator 6 and the connection 10 a heating element 11 is connected, which is in the form of an electrical heating coil can be designed and is used to heat the encoder system in frosty times, to rule out the risk of icing. The measurement generator 6 supplies one of the respective Proportional voltage corresponding to wind speed. For the sake of a high An alternator is advantageously chosen to ensure operational reliability Exclude moving live parts in the area of the encoder. The fulfillment This requirement is important in that the donor's strong climatic Is exposed to fluctuations in temperature and humidity.

Von den Steckerverbindungen 8, 9, 10 führen Leitungen 12, 13, 14 ZU dem Empfängersystem. Lines 12, 13, 14 lead from plug connections 8, 9, 10 TO the receiving system.

Dieses Empfängersystem besteht aus einer Registriertafel oder einem Registriergerät 15 und einer Anzeigetafel oder einem Anzeigegerät I6.This receiver system consists of a registration board or a Registration device 15 and a display board or display device I6.

Die vom Meßgenerator 6 erzeugte Spannung wird über die Leitung 13 einem Verstärker I7 ZU-geführt, um die erforderliche Leistung zu erhalten. The voltage generated by the measuring generator 6 is transmitted via the line 13 to an amplifier I7 to get the required power.

Von diesem Verstärker führt die Leitung I3 weiter zu einem Drehspulmeßwerk 18, das zum Registriergerät gehört, und zu einem die Windgeschwindigkeit anzeigenden Anzeiger 19, der zu dem Anzeigegerät 16 gehört. Da der gelieferte Anodenstrom des Verstärkers weitgehend unabhängig von dem äußeren Widerstand des Verbrauchers ist, können gleichzeitig mehrere Anzeige- und Registriergeräte betrieben werden.Line I3 continues from this amplifier to a moving-coil measuring mechanism 18 belonging to the recorder and a wind speed display Indicator 19 associated with display device 16. Since the supplied anode current of the Amplifier is largely independent of the external resistance of the consumer, several display and recording devices can be operated at the same time.

Die von' der Steckerverbindung 8 ausgehende Leitung I2, die zu dem Geber-Polfeldsystem 7 gehört, führt zu einem Transformator 20, durch den die Spannung auf 50 Volt transformiert wird und von hier zu den Empfängerpolfeldsystemen des Registriergerätes und des Anzeigegerätes, die die Windrichtung registrieren und anzeigen. From 'the connector 8 outgoing line I2, which leads to the Encoder pole field system 7, leads to a transformer 20 through which the voltage is transformed to 50 volts and from here to the receiver pole field systems of the Recording device and the display device that register the wind direction and Show.

Durch diese Anordnung wird die jeweilige Winkelstellung der Windfahne 3 zu einer bestiminten Bezugs richtung synchron auf die Registrier-und Anzeigegeräte für die Windrichtung übertragen. This arrangement determines the respective angular position of the wind vane 3 to a certain reference direction synchronously with the registration and display devices for the wind direction.

Im einzelnen geht diese Übertragung folgendermaßen vor sich: Von der Windfahne 3 wird der Rotor 22 des ia Fig. 2 dargestellten, gemäß Fig. I mechanisch unmittelbar mit der Windfahne gekuppelten Geber-Polfeldsystems 7 verstellt. Der Stator 23 des Geber-Polfeldsystems 7 wird mit einer Spannung von 50 Volt 50 Hz gespeist. Durch entsprechende Dimensionierung des Gebers kann eine große- Anzahl von Empfängern gesteuert werden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 die stromlaufmäßige Verbindung des Geber-Polfeldsystems 7 mit zwei Empfänger-Polfeldsystemen dargestellt. Da die Erregerwicklungen vom Geber-und Empfänger-Polfeldsystem an der gleichen Spannung liegen, werden in den Rotoren 22, 24, 25 bei gleicher Lage zu den Statoren 2'3, 26, 27 die gleichen Ströme -erzeugt. Die Verbindungsleitungen sind in diesem Falle stromlos. Wird nun der Rotor 22 des Geber-Polfeldsystems 7 durch die Windfahne 3 verstellt, dann ändern sich die in ihm induzierten Ströme. Demzufolge fließen in den Verbindungsleitungen, die zu den Rotoren 24 und 25 der Empfänger-Polfeldsysteme führen, Ausgleichströme. Diese bewirken so lange eine Bewegung der Rotoren 24, 25 der Empfänger-Poifeld systeme, bis die Verbindungsleitungen wieder stromlos sind, d. h. die Stellung der drei Rotoren 22, 24, 25 zu ihren Statoren 23, 26, 27 wieder die gleiche ist. Der Rotor des Empfänger-Polfeld systems trägt einen Zeiger 28, der demzufolge synchron die Stellung der Windfahne 3 auf die Anzeigegeräte bzw. Registriergeräte überträgt. In detail, this transfer takes place as follows: From of the wind vane 3, the rotor 22 of the generally illustrated FIG. 2, according to FIG. I, mechanically Transducer pole field system 7 coupled directly to the wind vane is adjusted. Of the The stator 23 of the encoder pole field system 7 is fed with a voltage of 50 volts 50 Hz. By appropriately dimensioning the transmitter, a large number of receivers being controlled. According to the exemplary embodiment, the current flow is shown in FIG Connection of the transmitter pole field system 7 with two receiver pole field systems is shown. Because the excitation windings from the transmitter and receiver pole field system are at the same voltage are in the rotors 22, 24, 25 with the same position to the stators 2'3, 26, 27 generates the same currents. The connecting lines are in this case currentless. If the rotor 22 of the encoder pole field system 7 is now driven by the wind vane 3 adjusted, then the currents induced in it change. As a result, in the connecting lines to the rotors 24 and 25 of the receiver pole field systems lead, equalizing currents. These cause the rotors 24, 25 to move for so long the receiver-Poifeld systems until the connection lines are de-energized again, d. H. the position of the three rotors 22, 24, 25 in relation to their stators 23, 26, 27 again is the same. The rotor of the receiver pole field system carries a pointer 28, which consequently synchronizes the position of the wind vane 3 on the display devices or Transmitting recorders.

Im Ausführungsbeispiel ist das Registriergerät als kombinierter Doppellinienschreiber ausgebildet. In the exemplary embodiment, the recorder is a combined double-line recorder educated.

Hierbei ist für die Aufzeichnung der Windrich tung ein endloses, mit drei Schreibfedern oder Schreibstiften 29 versehenes Band 30 od. dgl. vorgesehen, das über zwei Rollen 31, 32 läuft. Dieses Band wird durch den Rotor 24 des dem Registriergerät zugeordneten Empfänger- Polfeldsystems über eine Zahnradübersetzung (Fig 3 und 4) oder in sonst geeigneter Weise angetrieben. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird zwischen dem antreibenden Zahnrad 37 des Polfeldsystems 24 und dem antreibenden Zahnrad 38 der Drei£edleraufhängung 30 eine Zahnradübersetzung 34, 35 angeordnet. Zur Erzielung einer möglichst winkelgetreuen Übertragung muß jeglicher toter Gang in der Zahnradübersetzung ausgeschaltet werden.Here is an endless, with for recording the wind direction three nibs or pens 29 provided tape 30 or the like. Provided, which runs over two rollers 31, 32. This tape is driven by the rotor 24 of the recorder associated receiver pole field system via a gear ratio (Fig. 3 and 4) or driven in any other suitable manner. In the illustrated embodiment is between the driving gear 37 of the pole field system 24 and the driving Gear 38 of the three noble suspension 30 has a gear transmission 34, 35 arranged. In order to achieve a transmission that is as accurate as possible, there must be any dead gear be switched off in the gear ratio.

Aus diesem Grunde werden zwischen dem antreibenden Rad 37 und dem Rad 38 zwei zentrisch übereinandergesetzte Zahn, räder 34, 35 vorgesehlen. Die Räder werden derartig gegeneinander verspannt, daß ständig ein kraftschlüssiger Eingriff besteht. In das Rad 35 ist ein Stift fest eingeschraubt, der das Rad 34 durchdringt. An der Durchdringungsstelle ist das Rad 34 mit einer Bohrung 41 versehen, die etwa dem doppelten Durchmesser des Stiftes 39 entspricht. Die Verspannung der beiden Zahnräder gegeneinander wird durch Federn 36, die an dem Rad 34 mittels Schrauben 40 befestigt und in den Stift 39 eingehakt sind, erzielt. Das Ubersetzungsverhältnis zwischen der antreibenden Windfahne 3 und den das Band führenden rollen 3I, 32 beträgt I : 1.For this reason, between the driving wheel 37 and the Wheel 38 two centric Toothed teeth, wheels 34, 35 are preselected. The wheels are braced against one another in such a way that there is always a force-fit There is an intervention. A pin is firmly screwed into the wheel 35, which the wheel 34 penetrates. At the point of penetration, the wheel 34 is provided with a bore 41, which corresponds approximately to twice the diameter of the pin 39. The tension of the two gears against each other by springs 36, which are attached to the wheel 34 by means of screws 40 attached and hooked into the pin 39 is achieved. The transmission ratio between the driving wind vane 3 and the rollers 3I, 32 leading the tape I: 1.

Der Abstand beider Führungsrollen 3I, 32 ist glelich ihrem Umfang. Es entspricht daher eine volle Umdrehung der Windfahne in Richtung Nord, Ost, Süd, West, Nord einer Linie, die sich über die gesamte Breite des Schreibstreifens 33 hinzieht. Der Abstand zwischen den Schreibfedern 29, die an dem endlosen Band 30 befestigt sind, entspricht jeweils dem Umfang einer Führungsrolle 31 bzw. 32.The distance between the two guide rollers 3I, 32 is equal to their scope. It therefore corresponds to a full turn of the wind vane in the direction of north, east, south, West, North of a line that runs the full width of the strip 33 pulls out. The distance between the nibs 29 attached to the endless belt 30 are attached, corresponds in each case to the circumference of a guide roller 31 or 32.

In dem Registriergerät ist zur Aufzeichnung der Windgeschwindigkeit das Drehspulmeßwerk I8 angeordnet, das ebenfalls auf den Registrierstreifen 33 arbeitet, auf dem die Windrichtung von den Schreibfedern 29 registriert wird. Der Transport dieses gemeinsamen Registrierstreifens 33 erfolgt in bekannter Weise durch Uhlrwerkantrieb oder durch Synchron-Motorenantrieb. The recorder is used to record the wind speed the moving coil measuring unit I8 is arranged, which also works on the recording strips 33, on which the wind direction is registered by the pens 29. The transport this common registration strip 33 takes place in a known manner by means of a clock mechanism drive or by synchronous motor drive.

Für die Stromversorgung der Anlage ist eine Betriebsspannung von 220 Volt 50 Hz erforderlich. die Speisung der Polfeldsysteme erfolgt von dem Transformator 20. Das elektrische Heizelement 11 wird von einem Kontaktthermometer über ein Schaltschütz 35 gesteuert. An operating voltage of 220 volts 50 Hz required. the pole field systems are fed by the transformer 20. The electrical heating element 11 is controlled by a contact thermometer via a contactor 35 controlled.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführung beschränkt. Die Ubertragung kann auch mittels Gleichstrom erfolgen, wenn als Geber ein Potentiometer und als Empfänger Drehfeldsysteme verwendet werd'en. The invention is not limited to the embodiment shown and described limited. The transmission can also take place by means of direct current, if as a transmitter a potentiometer and rotating field systems are used as a receiver.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. System for measuring and displaying the wind speed using touring dynamos and the wind direction with the help of potentiometer resistors, characterized in that the hollow axis (4) of the direction transmitter (2) of the transmitter pole field system (7) or the potentiometer of the drive shaft (5) of the measuring dynamo (6) centrically is permeated.

2. Installation according to claim I, characterized in that the encoder pole field system (7) is electrically connected to one or more receiver pole field systems, which are assigned to the part of the registration offices and the notification offices that are used for It is used to register and display the wind direction.

3. Plant according to claim I and 2, characterized in that on the a transformer from the encoder and to the receiver pole field system (I2) (20) is seated to reduce the tension.

4. Plant according to claim I to 3, characterized in that in the from the measuring generator (6) to the one that registers and displays the wind speed Part of the system leading line (13) a largely independent of the external resistance, the simultaneous connection of several recording and display devices allowing amplifiers (I7) sits.

5. Plant according to claim 1 to 4, characterized by the use one for registering wind speed and wind direction on a common Double-line writer serving as a recording device with a writing strip (33) Calibrated in m / sec wind speed by a registering moving coil ammeter illustrated writing system and one of the pole field system or the pole field systems operated writing implement with nibs sitting on an endless belt (30) (29) or the like.

6. Plant according to claim I to 5, characterized by an in the hollow Shaft (4) of the wind vane (3) arranged electrical heating element (11), which with a contact thermometer that works depending on the temperature of the environment (34) is connected via a contactor (35).

Cited references: British Patent No. 667 I23; U.S. Patent No. 2,372 002.