DE19543361C2 - Wassermengenzähler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wassermengenzähler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Erfassung des Wärmeverbrauchs in Wohnungen muß unter anderem das Wasservolumen gemessen werden. Ein Wassermengenzähler nimmt in einem druckfesten Gehäuse ein Flügelrad auf, das von dem durchströmenden Wasser in Bewegung gesetzt wird. Der Wasserdruck einer Heizungsanlage kann bis über 1,5 MPa betragen. Eine direkte Durchführung der Welle des Flügelrades in den druckfreien Außenraum ist wegen des hohen Innendrucks und der verhältnismäßig hohen Reibung in der Durchfüh­ rung schwierig.

Eine Übertragung der Drehbewegung in den druckfreien Außenraum ist durch magnetische Kopplung, durch induktive Abtastung oder durch Leitwerterfassung möglich.

Die DE 36 08 807 A1 beschreibt eine induktive Abtastung. Diese ist störanfällig und wegen der Forderung nach elektromagnetischer Verträglichkeit kritisch.

Eine Leitwerterfassung scheidet infolge der großen Änderung des Leitwertes in Heizungswasser (pH-Werte zwischen 5 und 11 sind zulässig) aus.

Das DE 89 09 930 U1 beschreibt einen Durchflußmesser mit Taktgeberelementen auf dem Rotor- und mit einem Sensor in der Wandung des Geräts. Eine Anpassung an verschmutztes Heizungswasser und an einen geringen Energieverbrauch ist dieser Druckschrift nicht entnehmbar.

Die GB 2049925 A beschreibt einen Durchflußmesser der gattungsgemäßen Art. Dort ist die Re­ flexionslichtschranke in den Druckraum eingebaut. Eine derartige Anordnung ist bei geringem Druck des zu messenden Mediums anwendbar. Bei der Erfassung von Heizungswasser scheidet eine solche Anord­ nung infolge der hohen Drücke bis zu 1,5 MPa aus. Eine ähnliche Vorrichtung ist in der EP 0163785 B1, in der JP 07055515 A und in der US 4851666 beschrieben.

Für eine magnetische Kopplung ist an dem Flügelrad ein Magnet erforderlich, der Magnetitablage­ rungen aufnehmen kann, die den Spalt zu der Gehäusewand zusetzen.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausbildung einer bei minimalem Energieverbrauch und auch bei verschmutztem Wasser sowie bei hohem Druck des zu erfassenden Mediums zuverlässig arbeitenden Abtastung des Flügelrades.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die Infrarotlichtschranke auch bei verschmutztem Wasser wirksam ist. Lichtleiter ermöglichen sicher eine druckdichte Durchfüh­ rung. Die Erregung der Sendiode mit kurzen Impulsen und die verzögerte Charakteristik des Empfangs­ transistors ermöglichen einen energiesparenden Betrieb, so daß innerhalb der geforderten Betriebszeit von 6 Jahren die Energie eine üblichen Batterie nicht erschöpft wird.

Ein besonders geringer Energieverbrauch wird, dadurch erreicht, daß die Sendeimpulse eine Im­ pulsdauer von etwa 3 µs und eine Impulsfrequenz von etwa 128 Hz haben.

Eine Erfassung der Drehrichtung wird dadurch sichergestellt, daß mehrere Reflexionsbeläge auf einer Stirnfläche des Zapfens des Flügelrades angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert, in denen darstel­ len:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Wassermengenzähler,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Flügelrad,

Fig. 3 eine Gesamtansicht mit Schaltbild und

Fig. 4 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel.

Der Wassermengenzähler weist eine Druckkammer auf, von der eine Wandung 1 dargestellt. In einer Aufnahme 2 der Wandung 1 ist ein Zapfen 3 eines Flügelrades 4 gelagert. Die weiteren Wandungen und die Anschlußstutzen der Druckkammer sind nicht dargestellt. Der Wassermengenzähler mit dem Flügelrad entspricht üblicher Bauart.

Auf der Stirnfläche 5 des Zapfens 3 befinden sich mehrere Reflexionsbeläge 6 in Form von Sek­ torabschnitten. Auf die Kreisbahn der Reflexionsbeläge 6 ist eine Infrarotlichtschranke mit einer Sende­ diode 7 und einem Empfangstransistor 8 ausgerichtet. Die Sendediode 7 und der Empfangstransistor 8 sind in einem Einsatzkörper 9 aufgenommen. Der Einsatzkörper 9 ist druckdicht in der Wandung 1 der Druckkammer eingebaut. Die Reflexionsbeläge können auch an anderer Stelle des Flügelrades angeord­ net sein, etwa auf den Spitzen der Flügel.

In Umfangsrichtung versetzt kann man eine weitere Infrarotlichtschranke vorsehen. Dadurch ist eine Erkennung der Drehrichtung möglich. Außerdem führen Vibrationen im hydraulischen System nicht zu Fehlmessungen.

Fig. 3 zeigt eine Gesamtansicht eines Wärmemengenmessers mit dem Wassermengenzähler und der Auswerteschaltung. Die optische Sendediode 7 des Wassermengenzählers wird mit Impulsen von 3 µs Impulsbreite und einer Frequenz von 128 Hz erregt. Diese Impulse werden in dem Mikroprozessor 10 erzeugt und in einem Impulsformer 11 geformt. Der Impulsbetrieb dient zur Schonung der elektrischen Batterie, so daß ein langer Batteriebetrieb über mehr als sechs Jahre erreicht werden kann.

Der Empfangstransistor 8 ist sehr lichtempfindlich, hat jedoch eine niedrige Arbeitsfrequenz. Der schmale, energiereiche Sendeimpuls schaltet den Empfangstransistor verzögert durch. Dieser Einschalt­ zustand bleibt dann länger erhalten.

In einer Verknüpfungslogik 12 werden die Signale der mehreren Lichtschranken verknüpft, um die Drehrichtung zu erkennen und um Störungen auszuschließen. Temperaturfühler 13 ermöglichen eine Wärmemengenmessung durch den Mikroprozessor 10. Eine Anzeige 14 vervollständigt die Anordnung.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 umfaßt der Einsatzkörper Lichtleiter 14. Die Sendediode 7 und der Empfangstransistor 8 befinden sich im Außenraum. Sie sind somit jederzeit zugänglich.

Claims (3)

1. Wassermengenzähler mit einem in einer Druckkammer drehbar gelagerten Flügelrad, mit einer Abtastvorrichtung für das Flügelrad, das mindestens einen Reflexionsbelag aufweist, und mit einer auf die Bahn des Reflexionsbelages ausgerichteten Reflexionslichtschranke, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionslichtschranke als Infrarotlichtschranke ausgebildet ist, daß Lichtleiter (14) der Reflexionslicht­ schranke druckdicht durch die Wandung der Druckkammer hindurchgeführt sind, daß die Sendediode der Infrarotlichtschranke mit kurzen Impulsen erregt wird und daß der Empfangstransistor eine Ansprechver­ zögerung aufweist.

2. Wassermengenzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeimpulse eine Impulsdauer von etwa 3 µs und eine Impulsfrequenz von etwa 128 Hz haben.

3. Wassermengenzähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Refle­ xionsbeläge (6) auf einer Stirnfläche (5) des Zapfens (5) des Flügelrades (4) angeordnet sind.