DE964446C

DE964446C - Arrangement with a tilt generator for electrical flow measurement

Info

Publication number: DE964446C
Application number: DES34886A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Walter Engl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-08-21
Filing date: 1953-08-21
Publication date: 1957-05-23
Also published as: DE1016469B

Description

Anordnung mit einem Kippgenerator für die elektrische Strömungsmessung Es ist ein Verfahren zur Strömungsmessung bekannt, bei dem die Laufzeit von in die Strömung eingeführten, elektrischen Ladungsträgern bis zum Ende der Meßstrecke bestimmt wird. Hierbei wird der am Ende der Meßstrecke ankommende Impuls zur Auslösung eines neuen Impulses an der Sendeelektrode benutzt. Die sich einstellende Impulsfolgefrequenz ist ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit. Diesem Verfahren haftet der Nachteil an, daß bei einem zufälligen Ausfall eines Impulses die Impulsfolge unterbrochen wird und von selbst nicht wieder in Gang kommt.Arrangement with a tilt generator for electrical flow measurement It a method for flow measurement is known in which the transit time of in the Electric charge carriers introduced into the flow are determined up to the end of the measuring section will. The pulse arriving at the end of the measuring section is used to trigger a new pulse is used on the transmitter electrode. The resulting pulse repetition rate is a measure of the flow velocity. This method has the disadvantage indicates that the pulse train is interrupted in the event of an accidental failure of a pulse and will not start again by itself.

Um dies zu verhin,dern, ist eine Wiederanlaufu schaltung bekannt, die aus einem zusätzlichen Impulserzeuger besteht. Dieser Impulserzeuger liefert ständig Impulse sehr niedriger Frequenz. To prevent this, a restart circuit is known, which consists of an additional pulse generator. This pulse generator delivers constant very low frequency pulses.

Die Schaltung hat den Nachteil, daß die Zusatzimpulse auch dann vorhanden sind, wenn laufend Auslöseimpulse von der Empfangselektrode her eintreffen. Da die Zusatzimpulse vom Meßgerät mitgezählt werden und das Meßergebnis fälschens darf ihre Frequenz nur einen kleinen Bruchteil der bei der Messung auftretenden niedrigsten Impulsfolgefrequenz betragen. Man, wählt deshalb für die Zusatzimpulse Zeitabstände in der Größenordnung von einer Sekunde. Infolgedessen wird nach. dem Ausbleiben eines Impulses von der Meßstrecke die Messung unter Umständen eine Sekunde lang unterbrochen.The circuit has the disadvantage that the additional pulses are also present when trigger pulses are continuously arriving from the receiving electrode. Since the Additional pulses from the measuring device are also counted and the measurement result may be falsified their frequency is only a small fraction of the lowest occurring during the measurement Pulse repetition frequency. One, therefore, choose for them Additional impulses Time intervals on the order of one second. As a result, after. to the If there is no pulse from the measuring section, the measurement may take a second long interrupted.

Gemäß der Erfindung wird der die Sendeimpulse erzeugende Kippgenerator gleichzeitig zur Bildung der Zusatzimpulse benutzt, wobei nur dann, wenn die normalen Auslöseimpulse ausbleiben, Zusatzimpulse erzeugt werden. Dies gelingt gemäß der Erfindung durch eine Kondensator-Widerstands-Schaltung im Gitter- oder Kathodenkreis mit großer Zeitkonstanten im Vergleich zur Zeitkonstanten der KondensatorWiderstands-S chaltung mit dem Ladekondensator im Anodenkreis. Durch diese Maßnahme wird das Gitter- bzw. Kathodenpotential zeitabhängig auf einen die selbständige Entladung verhindernden Wert gebracht. According to the invention, the ripple generator generating the transmission pulses is used used at the same time to form the additional impulses, only if the normal There are no trigger pulses, additional pulses are generated. This succeeds according to Invention by a capacitor-resistor circuit in the grid or cathode circuit with large time constants compared to the time constants of the capacitor resistor-S circuit with the charging capacitor in the anode circuit. With this measure, the lattice or cathode potential time-dependent on a self-discharge preventing Brought value.

In der Zeichnung sind zwei Prinzipschaltbilder von gemäß der Erfindung arbeitenden Anordnungen dargestellt. Als Kippgenerator wird ein Thyratron verwendet, in dessen Anodenkreis ein Kondene sator CL angeordnet ist (Fig. I). Die Kondensator-Widerstands-Schaltung gemäß der Erfindung besteht aus der im Kabiodenkreis angeordneten Parallelschaltung des Kondensators CK mit dem Widerstand RK. Im Gitterkreis befinden sich in üblicher Weise der Kopplungskondensator C und der Gitterableitwiderstand RG Die Zeitkonstante des RC-Gledes in der Kathodenleitung wird groß gewählt, im Verhältnis zur Zeitkonstanten der Glieder RL und CL im Anodenkreis. Mit R ist der Arbeitswiderstand bezeichnet, an dem die auftretenden Impulse abgenommen und gegebenenfalls über weitere Verstärkerstufen dem Sender zugeführt werden. Dieser Widerstand kann ein komplexer Widerstand, z. B. ein Transformator sein. In the drawing are two basic circuit diagrams according to the invention working arrangements shown. A thyratron is used as a relaxation generator, in the anode circuit a capacitor CL is arranged (Fig. I). The capacitor-resistor circuit according to the invention consists of the parallel connection arranged in the cabiodic circle of the capacitor CK with the resistor RK. In the grid circle are in usual Way the coupling capacitor C and the grid leakage resistor RG The time constant of the RC element in the cathode line is chosen to be large in relation to the time constant the members RL and CL in the anode circuit. R is the working resistance, at which the occurring pulses are picked up and, if necessary, via further amplifier stages fed to the transmitter. This resistance can be a complex resistance, e.g. B. be a transformer.

Bei der normalen Arbeitsweise kommen am Gitter regelmäßig Impulse von der Meßschaltung her an.In the normal way of working, impulses come regularly from the grid from the measuring circuit on.

Bei jedem Impuls wird das Thyratron gezündet und durch den Zündimpuis der Kondensator CK aufgeladen. Ist der zeitliche Abstand zweier Steuerimpulse kleiner als die Zeitkonstanten des RC-Gliedes in der Kaffiodenleitung, so fließt zwischen zwei Impulsen weniger Ladung vom Kondensator CK über den Kathodenwiderstand RK nach Erde, als dem Kondensator CK durch den Zündimpuls aus dem Ladekondensator CL zugeführt wird. Der Kondensator CK lädt sich hierdurch auf eine von der Impulsfolgefrequenz abhängige Gleichspannung auf, die durch geeignete Bemessung der Größe des Kondensators CK größer als die Zündspannung des Thyratrons ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß das Thyratron ausschließlich von den aus der Meßschaltung ankommenden Steuerimpulsen gezündet wird. Fallen nun die Steuerimpulse plötzlich aus, so sinkt die Spannung am Kondensator CK allmählich bis zur Zündspannung des Thyratrons ab. Der dadurch ausgelöste Zündimpuls führt dem Kondensator CK Ladung zu und erhöht die Spannung der Kathode vorübergehend auf einen für die selbständige Zündung nicht mehr ausrei'chenden Wert. Die Löschung des Thyratrons erfolgt in jedem Falle dadurch, daß die Spannung am Ladekondensator CL unter die Bogenspannung des Thyratrons sinkt.With each pulse the thyratron is ignited and by the ignition pulse the capacitor CK is charged. If the time interval between two control pulses is smaller than the time constants of the RC element in the caffiode line, then flows between two pulses less charge from the capacitor CK via the cathode resistor RK Earth, as fed to the capacitor CK by the ignition pulse from the charging capacitor CL will. The capacitor CK is thereby charged to one of the pulse repetition frequency dependent DC voltage, which by suitable dimensioning of the size of the capacitor CK is greater than the ignition voltage of the thyratron. This guarantees that the thyratron depends exclusively on the control pulses arriving from the measuring circuit is ignited. If the control pulses suddenly fail, the voltage drops at the capacitor CK gradually down to the ignition voltage of the thyratron. The thereby The triggered ignition pulse adds charge to the capacitor CK and increases the voltage the cathode temporarily to one that is no longer sufficient for independent ignition Value. The thyratron is deleted in each case by the voltage at the charging capacitor CL drops below the arc voltage of the thyratron.

Der Löschvorgang wird durch plötzliches Positivwerden der Kathode nach erfolgter Zündung noch unterstützt.The erasing process is triggered by the cathode suddenly becoming positive still supported after ignition.

Der Widerstand RL wird so bemessen, daß CL bereits wieder aufgeladen ist, bevor die Spannung an CK auf die Zündspannung abgesunken ist. Bei Ausbleiben der Steuerimpulse zündet das Thyratronl also selbständig mit kleinerer Frequenz, und es werden über dic Meßschaltung Suchimpulse ausgelöst, bis wiederSteuerimpulse von derEmpfangselektrode her einfteffen. Hierdurch lädt sich, der Kondensator während der ersten Steuerimpulse wieder so weit auf, daß der Spannungsverlust zwischen zwei Impulsen nicht zu einem Absinken auf die Zündspannung führt. Somit ist bereits nach wenigen Steuerimpulsen sichergestellt, daß das Thyratron ausscihließlich durch fremde Impulse zündet. The resistor RL is dimensioned so that CL is already charged again is before the voltage at CK has dropped to the ignition voltage. If not the control impulse ignites the thyratronl independently with a lower frequency, and search pulses are triggered via the measuring circuit until control pulses again in from the receiving electrode. This causes the capacitor to charge during of the first control pulses again so far that the voltage loss between two Pulses does not lead to a drop in the ignition voltage. Thus is already after a few control impulses ensures that the thyratron is exclusively controlled by third parties Impulse ignites.

Im Schaltungsheispiel nach Fig. 2 liegt die Kondensator-Widerstand,s-Scihaltung RK, CK im Gitterkreils des Thyratrons. Durch den Kondensator CK wird hier ein Teil des Gitterableitwiderstandes überbrückt. Die Aufladung des Kondensators CK erfolgt auch hier bei jedem Zündimpuls des Thyratrons, und zwar über die Gleichrichter Glg und Gel2. Das Gitter des Thyratrons wird durch d'ie von den Steuerimpulsen ausgelösten Zündimpulse auf negativem Potential gehalten, so daß eine selbständige Zündung nicht möglich ist. Erst wenn die Steuerimpulse ausfallen, kann der Kondensator CK sich' aufladen und die Gitterspannung bis auf einen zur selbständigen Zündung ausreichenden Wert absinken. In the circuit example according to FIG. 2, there is the capacitor resistance, s-circuit RK, CK in the lattice circle of the Thyratron. A part is here due to the capacitor CK of the grid leakage resistor bridged. The capacitor CK is charged also here with each ignition pulse of the thyratron, namely via the rectifier Eq and Gel2. The grid of the thyratron is triggered by d'ie from the control pulses Ignition pulses kept at negative potential so that independent ignition does not occur is possible. Only when the control pulses fail, the capacitor CK can ' and the grid voltage is sufficient to ignite independently Decrease in value.

Die an Hand der Zeichnung beschriebenen Schaltungen weisen noch den Nachteil auf, daß die Spannung an CK mit zunehmender Frequenz der Steuerimpulse immer weiter ansteigt. Diesem Spannungs anstieg wird; zwar dadurch. eine Grenze gesetzt, daß die Spannung am Ladekondensator CL nicht mehr den vollen Wert der Anodenspannung annimmt, wenn die zwischen zwei Impulsen liegende Zeit mit der Ladezeitkonstanten RL . CL vergleichbar oder kleiner wird. Bei hoher Frequenz der Steuerimpulse erreicht die negative Vorspannung des Gitters die Größenordnung der Anodenspannung, so daß die Spannungshöhe der Steuerimpulse, um eine selbständige Zündung zu bewirken, größer als die maximal mögliche Gittervorspannung sein muß. Es ist daher ein relativ großer Verstärkeraufwand notwendig, um die Steuerimpulse mit der erforderlichen Spannungsspitze bereitzustellen. Beim Ausfall der mit hoher Frequenz aufeinanderfolgensden Steuerimpulse vergeht außerdem eine relativ lange Zeit his der erste Suchimpuls ausgesendet wird, da die hohe Gittervorspannung erst bis auf die Zündspannnng des Thyratrons abgebaut werden. muß. The circuits described with reference to the drawing still have the The disadvantage is that the voltage at CK increases with the frequency of the control pulses keeps increasing. This surge in tension will; through this. a border set that the voltage on the charging capacitor CL no longer has the full value of the anode voltage assumes if the time between two pulses is equal to the charging time constant RL. CL becomes comparable or smaller. Reached at high frequency of control pulses the negative bias of the grid is the order of magnitude of the anode voltage, so that the voltage level of the control pulses to cause an independent ignition is greater must be than the maximum possible grid bias. It is therefore a relatively large one Amplifier effort necessary to provide the control pulses with the required voltage peak provide. If the high-frequency successive control pulses fail it also takes a relatively long time before the first search pulse is sent out, since the high grid bias is only reduced down to the ignition voltage of the thyratron will. got to.

Diese Nachteile werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch vermieden, daß an Stelle des festen Widerstands RK eine Kombination voa Festwiderständen mit mindestens einem Heißleiterwiderstand eingeschaltet wird. Die Schaltung kann z. B. so gewählt werden, daß der Heißleiterwiderstand parallel zum Kondensator CK geschaltet wird und zu dieser Parallelschaltung ein Festwiderstand? in Reihe liegt. Da der Widerstand des Heißleiters mit zunehmendem Strom, d. h. zunehmender Impulsfrequenz abnimmt, erreicht mani daß die Gittervorspannung in einem gewissen Bereich frequenzunabhängig wird. Außerdem nimmt die Zeitkonstante der Kondensator-Widerstands-Schaltung ab, so daß bei Ausfall der Steuerimpulse die Ladung des -Kondensators CK mit kleislerer Zeitkonstanten abgebaut und die ersten Su.himpulse bereits nach relativ kurzer Zeit ausgesendet werden. According to a further development of the invention, these disadvantages are thereby eliminated avoided that a combination instead of the fixed resistor RK voa Fixed resistors with at least one thermistor resistor is switched on. the Circuit can e.g. B. be chosen so that the thermistor resistance is parallel to the Capacitor CK is connected and a fixed resistor for this parallel connection? is in series. Since the resistance of the thermistor increases with increasing current, i. H. increasing When the pulse frequency decreases, the grid bias is achieved to a certain extent Area becomes independent of frequency. It also increases the time constant of the capacitor-resistor circuit from, so that if the control pulses fail, the charge of the capacitor CK with smaller Time constants reduced and the first search impulses after a relatively short time be sent out.

PATENTANSPROCHE: I. Anordnung mit einem Kippgenerator für die elektronische Strömungsmessung, bei der die an der Empfangselektrode eintreffenden Ladungsträger. einen neuen Sende'impuls auslösen und eine Selbstanlaufschaltung Zusatzimpulse erzeugt, wenn die Auslösung ausbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippgenerator selbst die Zusatzimpulse liefert, und zwar mittels einer Kondensator-Widerstands-Sdhaltung im Gitter- oder Kathodenkreis des Kippgenerators mit großer Zeitkonstanten im Vergleich zur Zeitkon6tanten, der Kondensator-Widerstands-Sohaltung mit dem Ladekonden sator im Anodenkreis. PATENT APPEAL: I. Arrangement with a tilt generator for the electronic Flow measurement in which the charge carriers arriving at the receiving electrode. trigger a new transmission pulse and a self-start circuit generates additional pulses, if the trip does not occur, characterized in that the relaxation generator itself which supplies additional pulses, namely by means of a capacitor-resistor-Sdhalterung in the grid or cathode circuit of the relaxation generator with large time constants in comparison at time constants, the capacitor-resistor connection with the charging capacitor in the anode circuit.

Claims

2. Tilt generator according to claim I, characterized by one of the Bridging the grid leakage resistor or part of the grid leakage resistor Capacitor and an equal judge arrangement, for connecting the opposite of the Cathode negative connection point of the capacitor (CK) with the pole remote from the battery of the charging capacitor in the anode circuit.

3. Tilt generator according to claim I and 2, characterized in that at least one in the capacitor-resistor system. NTC resistor inserted is.

Documents considered: German Patent No. 9I2 370; U.S. Patent No. 2,637,208.