DE2337948C3 - Turbine flow meter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung mit einem mit mehreren Turbinenschaufeln aus magnetischem Material versehenen, drehbar gela-The invention relates to a turbine flow meter equipped with several turbine blades made of magnetic material, rotatably loaded

gerten Turbinenrotor, einem teilweise in die Gehäusewand der Meßeinrichtung eingelassenen und befestigten induktiven Impulsgeber, der eine Spule und ein Magnetjoch aufweist, mit einem äußeren und mehreren inneren Enden, die den äußeren Enden der Turbinenschaufeln in radialer Richtung gegenüberliegen.Gerten turbine rotor, one partially in the housing wall the measuring device embedded and attached inductive pulse generator, a coil and a magnetic yoke having an outer end and a plurality of inner ends which are the outer ends of the turbine blades opposite in the radial direction.

In einer Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung mißt die den Durchfluß des Fluids anzeigende Einrichtung über eine Spule eines am Gehäuse angebrachten Meßwertaufnehmeni die Veränderung des magnetischen Flusses im Meßweitaufnehmer, die durch die Drehung der Turbinenschaufeln verursacht wird, und Hefen als Maß für den Durchfluß einen elektrischen Puls.In a turbine flow meter, the device overmeasuring the flow rate of the fluid a coil of a measured value attached to the housing record the change in the magnetic flux in the transducer, which is caused by the rotation of the turbine blades, and yeast as a measure for the flow is an electrical pulse.

Zur Erzielung einer hohen Meßgenauigkeit einer derartigen Durchflußmeßeinrichtung ist es erforderlich, daß die Anzahl der pro Durchflußeinheit gewonnenen Impulse möglichst groß ist, d. h, daß die Frequenz möglichst hoch ist.To achieve a high measurement accuracy of such a flow measuring device, it is necessary that the number of pulses obtained per unit of flow is as large as possible, d. h that the frequency is possible is high.

Aus der US-PS 30 02 384 ist eine Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung bekannt, die einen induktiven Impulsgber mit einem an der Gehäusewand befestigten Joch aufweist, wobei das Joch einen äußeren Schenkelkörper und mehrere inneren Enden besitzt, die den äußeren Enden der Turbinenschaufeln in radialer Richtung gegenüberliegen. Das mittlere der inneren Enden ist mit einer separaten Spule, der sogenannten Primärwicklung versehen, die beiden anderen inneren Enden tragen je eine Hälfte einer als Sekundärwicklung bezeichneten zweiten Spule. Die Enden der Turbinenschaufeln sind durch einen Zylinder verbunden, von dem etwa ein Teil von etwa 180° Umfang aus einem magnetischen Material und der Restbereich aus nichtmagnetischem Material besteht. Bei Betrieb wird über die Primärwicklung ein magnetisches Feld eingeprägt, welches bei Stillstand des Turbinenrotors in den Sekundärwicklungen gleich große und entgegengesetzte Ströme induziert, die sich bei der gegebenen Serienschaltung der beiden Wicklungshälften im wesentlichen aufheben. Dreht sich dagegen der Turbinenrotor, so werden die in den Wicklungshälften erzeugten Ströme bei jeder Umdrehung zeitweilig ungleich. Während dieser Zeitintervalle wird dann ein Ausgangsimpuls an den Klemmen der zweiten Spule abgegeben. Nachteilig bei dieser bekannten Ausführungsform ist einmal die komplizierte und aufwendige Herstellung des unterteilten Turbinenschaufelringes und des einstückigen Joches. Auf Grund der durch den Turbinenschaufelring bedingten relativ großen Masse des Rotors spricht der Rotor auf Änderungen des Durchflusses nur relativ langsamFrom US-PS 30 02 384 a turbine flow meter is known which has an inductive pulse generator having a yoke attached to the housing wall, the yoke having an outer leg body and has a plurality of inner ends that radially adjoin the outer ends of the turbine blades opposite. The middle of the inner ends is connected to a separate coil called the primary winding provided, the other two inner ends each carry one half of what is known as a secondary winding second coil. The ends of the turbine blades are connected by a cylinder, of about a part of about 180 ° circumference is made of a magnetic material and the rest of the area is made of non-magnetic material. When in operation, over the primary winding is impressed with a magnetic field, which when the turbine rotor is at a standstill in the secondary windings currents of the same size and opposite are induced, which differ in the given series connection of the two winding halves essentially cancel. If, on the other hand, the turbine rotor rotates, then so the currents generated in the winding halves are temporarily unequal with each revolution. During this An output pulse is then emitted at the terminals of the second coil at intervals of time. Disadvantageous with This known embodiment is the complicated and expensive production of the subdivided Turbine blade ring and the one-piece yoke. Due to the caused by the turbine blade ring relatively large mass of the rotor, the rotor responds to changes in the flow rate only relatively slowly

,η, außerdem bedingt die hohe Belastung der Lager einen erhöhten Verschleiß und damit auch erhöhte ü-ßfehler. Die magnetischen und nichtmagnetischen Ringbereiche aus Material unterschiedlichen spezifiichen Gewichts machen ferner nach Fertigstellung des Rotors einen genauen Rundiaufabgieich erforderlich., η, also causes the high load on the bearings increased wear and tear and thus also increased faults. The magnetic and non-magnetic Ring areas made of different specific materials Weight also make an exact Rundiaufabgieich necessary after completion of the rotor.

Aus der GB-PS 8 03 069 ist eine Turbinen-Durchflußjießeinrichtung bekannt, bei der am äußeren Umfang des Durchflußrohrs verteilte und mit Meßwertaufnehmerspulen versehene Pole magnetisch Ober einen Perinanentmagneten verbunden sind. Die Pole werden mit dem Permanentmagneten mittels ringförmiger, dem Umfang des Durchflußrohres angepaßter Jochteile aus weichmagnetischem Material verbunden. Herstellung und Montage dieser gekrümmten Jochteile erfordern einen relativ hohen Aufwand.From GB-PS 8 03 069 a turbine flow jetting device is known in the distributed on the outer circumference of the flow tube and with transducer coils provided poles magnetically above a perineal magnet are connected. The poles are attached to the permanent magnet by means of ring-shaped, the Connected circumference of the flow tube adapted yoke parts made of soft magnetic material. Manufacturing and assembly of these curved yoke parts require a relatively high effort.

Aus der GB-PS 7 81 363 ist eine Frequenzmeßeinrichtung bekannt, bei der ein induktiver Meßwertaufnehmer eingesetzt ist. Der induktive Meßwertaufneheier besteht aus einem Permanentmagneten mit einer Spule. Bei Störung des Magnetfeldes des Permanentnagneten durch einen sich am Permanentmagneten vorbeibewegenden Gegenstand wird in der Spule ein elektrisches Signal induziert, welches als Meßwert zur Anzeige gelangtFrom GB-PS 7 81 363 a frequency measuring device is known in which an inductive transducer is used. The inductive measured value recorder consists of a permanent magnet with a Kitchen sink. If the magnetic field of the permanent magnet is disturbed by someone on the permanent magnet Object moving past, an electrical signal is induced in the coil, which is used as a measured value Display arrives

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung anzugeben, die mit einem einfach aufgebauten Meßwertaufnehmer den Durchfluß mit hoher Genauigkeit mißt und Änderungen des Durchflusses sehr schnell und genau anzeigt.The invention is based on the object of a turbine flow meter specify, which measures the flow rate with high accuracy with a simply constructed transducer and changes of the flow very quickly and accurately.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sich nur ein radial ausgerichteter Permanentmagnet in Kontakt mit dem äußeren Ende des Jochs befindet zur Vormagnetisierung aller innerer Enden, und daß nur eine Spule um den Teil des Joches gewickelt ist, in dem eine meßbare Änderung der magnetischen Fluchtdichte auftritt, wenn eine Turbinenschaufel sich an einem der inneren Enden vorbeibewegt.This object is achieved in that only one radially aligned permanent magnet is in contact with the outer end of the yoke is located to bias all inner ends, and that only one coil around that part of the yoke is wound in which a measurable change in magnetic escape density occurs when a turbine blade moves past one of the inner ends.

Die Vorteile, die sich aus der Verwendung nur einer Jochspule und eines Rotors ohne Außenring ergeben, bestehen in der einfacheren und verbilligten Herstellung. Zusätzlich bewirkt die Verringerung der Rotormasse ein rascheres Ansprechen auf Änderungen des Durchflusses und außerdem eine Verringerung der Lagerbelastung und des damit verbundenen Verschleißes, was wiederum verringerte Meßfehler zur Folge hat. Ebenso ist der aufwendige Abgleich des Rotors zur Erzielung eines stoßfreien Rundlaufes überflüssig. Durch Verwendung eines einstückigen Joches, das sich in Richtung auf die Turbinenschaufeln in mehrere Finger aufteilt, lassen sich mit nur einer Meßwertaufnehmerspule die Vorteile erzielen, die bei Einrichtungen bekannter Art nur durch mehrere Spulen realisierbar sind, die um die einzelnen Meßwertaufnehmermagneten gewickelt sind.The advantages that result from using only one yoke coil and one rotor without an outer ring, consist in the simpler and cheaper production. Additionally it causes the reduction of the rotor mass a faster response to changes in flow and also a decrease in Bearing load and the associated wear, which in turn results in reduced measurement errors has. The time-consuming adjustment of the rotor to achieve smooth runout is also superfluous. By using a one-piece yoke that extends toward the turbine blades in multiple fingers divided, can be achieved with only one transducer coil, the advantages that in facilities known type can only be realized by several coils around the individual transducer magnets are wrapped.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben.In the following, exemplary embodiments of the invention are described in more detail with reference to the drawing.

F i g. 1 zeigt in einem Längsschnitt die wichtigsten Bauteile einer Ausührung einer Turbinen-Durchflußmeßeinrichtumg; F i g. 1 shows in a longitudinal section the most important components of an embodiment of a turbine flow measuring device;

Fig.2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie H-II der F i g. 1;Fig.2 shows a cross section along the line H-II the F i g. 1;

F i g. 3 zeigt: einen Querschnitt einer zweiten Ausführung der Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung;F i g. Figure 3 shows: a cross section of a second embodiment of the turbine flow meter;

F i g. 4 zeigt einen Querschnitt einer dritten Ausfüh- f>5 rung der Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung;F i g. 4 shows a cross section of a third embodiment tion of the turbine flow meter;

F i g. 5 zeig« einen Querschnitt durch eine vierte Ausführung der Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung;F i g. 5 shows a cross section through a fourth embodiment the turbine flow meter;

F i g. 6 zeigt einen Querschnitt tiurch eine fünfte Ausführung der Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung;F i g. 6 shows a cross section through a fifth embodiment the turbine flow meter;

F i g. 7 zeigt die Gestalt der Ausgangsimpulse der Durchflußmeßeinrichtung nach Fig. 6 und den Schwellwert des Signal-Empfangsteils;F i g. 7 shows the shape of the output pulses of the flow measuring device according to FIG. 6 and the Threshold value of the signal receiving part;

Fig.8 zeigt einen Querschnitt durch eine sechste Ausführung der Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung.Fig.8 shows a cross section through a sixth Design of the turbine flow meter.

In der ersten Ausführung der Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung nach F i g. 1 und 2 besitzt das Gehäuse 10 eine zylinderförmige Gestalt und läßt sich in eine Rohrleitung, die den Durchflußkana! des Fluids darstellt, einfügen, wobei die offenen Enden des Gehäuses 10 mit der Rohrleitung verkoppelt werden.In the first embodiment of the turbine flow meter according to FIG. 1 and 2, the housing 10 has a cylindrical shape and can be converted into a Pipeline, which the Durchflußkanal! of the fluid, insert, coupling the open ends of the housing 10 to the pipeline.

An der Innenwand des Gehäuses 10 sind Halterahmen 11a und 116 in bestimmtem Abstand voneinander in Flußrichtung angebracht In ihrer Mitte sind diese Halterahmen Ha und 116 mit stabförmigen Lagerhaltern 12a und 126 versehen, die fest mit den Halterahmen 11a und 116 verbunden sind. Diese stabförmigen Lagerhalter 12a und 126 sind in Achsrichtung vollständig konisch oder halbkugelförmig mit relativ großem Außendurchmesser ausgeformt, sie sind auf derselben Achse, in bestimmten Abstand voneinander angeordnet und halten in ihrer Mitte auf gleicher Achse angeordnete, eingepaßt und befestigte Lager 13a und 136.On the inner wall of the housing 10, holding frames 11a and 116 are at a certain distance from one another mounted in the direction of flow In their center are these holding frames Ha and 116 with rod-shaped bearing holders 12a and 126, which are fixedly connected to the holding frames 11a and 116. This rod-shaped Bearing holders 12a and 126 are axially completely conical or hemispherical with a relatively large size Shaped outside diameter, they are arranged on the same axis, at a certain distance from each other and hold aligned, fitted and fixed bearings 13a and 136 in the center thereof.

In den Lagern 13a und 136 laufen drehbar die Wellen 16a und 166, die in der Mitte des Rotors 15 der Turbine einander gegenüberliegend und gleichachsig befestigt sind. Der Rotor 15, der sich innerhalb des Gehäuses 10 frei drehen kann, ist mit mehreren, z. B. acht Turbinenschaufeln 14 versehen, die in ihm fest eingelassen sind. Diese Turbinenschaufeln 14 bestehen aus magnetischem Material.In the bearings 13a and 136 the shafts 16a and 166 run rotatably, which in the middle of the rotor 15 of the turbine are attached opposite one another and on the same axis. The rotor 15, which is located inside the housing 10 can rotate freely, is with several, z. B. eight turbine blades 14 which are firmly embedded in it. These turbine blades 14 are made of magnetic material.

Gegenüber den Spitzen der Schaufeln 14 ist in die Wand des Gehäuses 10 das innere Ende (erscheint in F i g. 1 und 2 als das untere Ende) des Jochs 18 des Meßwertaufnehmers 17 fest eingelassen. Das innere Ende, d. h. das untere Ende, des Jochs 18 ist in gleichem Abstand in drei gabelförmige Finger 18a, 186 und 18c unterteilt. Die gesamte Breite des Jochs in Richtung des Gehäuseumfangs ist dabei kleiner als der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen der Turbinenschaufeln 14a und 146.Opposite the tips of the blades 14 is the inner end (appears in F i g. 1 and 2 as the lower end) of the yoke 18 of the transducer 17 firmly embedded. The inner End, d. H. the lower end, of the yoke 18 is equally spaced in three forked fingers 18a, 186 and 18c divided. The entire width of the yoke in the direction of the housing circumference is smaller than the distance between two consecutive tips of the turbine blades 14a and 146.

Um den Mittelteil des Jochs 18, in radialer Richtung von den Fingern 18a, 186 und 18c entfernt, ist eine Spule 19 mit einer Wicklung angebracht. Am äußeren Ende des Jochs (erscheint in F i g. 1 und 2 als oberes Ende) ist ein Permanentmagnet 20 befestigt, dessen Magnetpole in Längsrichtung des Jochs 18 (d. h. erscheint in F i g. 1 und 2 als vertikale Richtung) ausgerichtet sind.Around the central part of the yoke 18, in the radial direction away from the fingers 18a, 186 and 18c, is a coil 19 attached with a winding. At the outer end of the yoke (appears in Figs. 1 and 2 as the upper end) is a permanent magnet 20 is attached, the magnetic poles of which appear in the longitudinal direction of the yoke 18 (i.e. in FIG. 1 and 2 as the vertical direction) are aligned.

Die beiden Anschlüsse 21a und 216 der Spule 19 sind mit einem Schaltungsteil 22 verbunden, das einen Verstärker und einen Impulsformer enthält, mittels derer das Ausgangssignal verstärkt und für seine weitere Verwendung, z. B. zum Zählen oder zum Steuern, passend geformt wird. Die Ausgangssignale dieses Schaltungsteils 22 werden über die Verbindungsleitungen 23a und 236 einem Zähler, einer Überwachungseinrichtung oder einem ähnlichen Gerät (nicht dargestellt) zugeführt. The two connections 21a and 216 of the coil 19 are connected to a circuit part 22 which is an amplifier and contains a pulse shaper, by means of which the output signal is amplified and for its further Use, e.g. B. for counting or controlling, is appropriately shaped. The output signals of this circuit part 22 are connected to a counter, a monitoring device, via the connecting lines 23a and 236 or a similar device (not shown).

Die Durchflußmeßeinrichtung arbeitet erfindungsgemäß in folgender Weise:According to the invention, the flow measuring device works in the following way:

Fließt ein Fluid durch das Gehäuse 10 der Durchflußmeßeinrichtung, ζ. B. von links nach rechts in F i g. 1, so werden die Schaufeln 14 und der Turbinenrotor 15 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, vgl. F i g. 2, mit einer Drehgeschwindigkeit, die dem Durchfluß des Fluids proportional ist.If a fluid flows through the housing 10 of the flow measuring device, ζ. B. from left to right in F i g. 1, the blades 14 and the turbine rotor 15 are in Rotated counterclockwise, see FIG. 2, with a rotation speed that corresponds to the flow of the fluid is proportional.

Da das Joch 18 durch den Permanentmagneten-20 vormagnetisiert ist, tritt ständig magnetischer Fluß von den äußeren Enden der Finger 18a, 186 und 18c des Jochs aus.Since the yoke 18 by the permanent magnet 20 is biased, magnetic flux is constantly emerging from the outer ends of fingers 18a, 186 and 18c of the Yoke off.

Während sich die Turbinenschaufeln 14 mit einer zum Durchfluß des Fluids proportionalen Drehgeschwindigkeit drehen, bewegen sich die einzelnen Schaufeln 14a, 146, Hc, ... der Schaufeln 14 an den Oberflächen der Enden der Finger 18a, 186, 18c des Jochs vorbei. Während dieses Vorgangs verändert sich die magnetische Flußdichte oder die Stärke des magnetischen Feldes im Joch 18 jedesmal, wenn eine Schaufel, z. B. die Schaufel 14a, sich an den Fingern 18a, 186 und 18c yorbeibewegt. in der Spule 19 wird dadurch eine zur Änderung der magnetischen Flußdichte proportionale elektromotorische Kraft erzeugtAs the turbine blades 14 rotate at a rotational speed proportional to the flow of fluid, the individual blades 14a, 146, Hc, ... of the blades 14 move past the surfaces of the ends of the fingers 18a, 186, 18c of the yoke. During this process, the magnetic flux density or the strength of the magnetic field in the yoke 18 changes each time a blade, e.g. B. the shovel 14a, yorbeibeschegt on the fingers 18a, 186 and 18c. An electromotive force proportional to the change in the magnetic flux density is thereby generated in the coil 19

Als Ergebnis gibt die Spule 19 jedesmal, wenn sich die Schaufeln 14a, Hb, Hc.. nacheinander an den Fingern 18a, 186 und 18c vorbeibewegen, ein Wechselstromausgangssignal ab. Da das innere Ende des Jochs in drei Finger 18a, 186 und 18c unterteilt ist, besitzt das Ausgangssigrial pro Umdrehung des Rotors 15 eine dreimal so hohe Frequenz wie im Fall, daß das innere Ende des Jochs nur aus einem Stück besteht Aus diesem Grund ist die Meßgenauigkeit dreimal so groß.As a result, each time the paddles 14a, Hb, Hc .. successively pass the fingers 18a, 186 and 18c, the coil 19 provides an AC output signal. Since the inner end of the yoke is divided into three fingers 18a, 186 and 18c, the output signal per revolution of the rotor 15 has a frequency three times as high as that in the case that the inner end of the yoke is made of only one piece Measurement accuracy three times as great.

Um die Meßgenauigkeit zu erhöhen, wurden in ähnlicher Weise drei voneinander unabhängige Meßwertaufnehmer, von denen jeder ein Joch, einen Permanentmagnet und eine Spule enthält an die den Fingern 18a, 186 und 18censprechende Positionen gebracht Bei dieser Anordnung sind die Kosten für die Durchflußrneßeinrichtung hoch, weil Bauteile wie Permanentmagneten und Spulen für jeden der drei Meßwertnufnehmer erforderlich sind. Dieser Mißstand ist mit der vorliegenden Erfindung beseitigt bei der entsprechend der Beschreibung nur eine Spule und nur ein Permanentmagnet verwendet werden. Da außerdem die Finger 18a, 186 und 18c aus einem Stück, dem Jcchkörpei bestehen, ist ihr gegenseitiger Abstand fest gegeben, und es ist nicht notwendig, ihre Lage gegeneinander zu justieren.In order to increase the measuring accuracy, three independent transducers, each of which contains a yoke, a permanent magnet and a coil to which the fingers 18a, 186 and 18c placed in appropriate positions With this arrangement, the cost of the flow meter is high because of components such as permanent magnets and coils for each of the three transducers required are. This disadvantage is eliminated with the present invention in the corresponding to the Description only one coil and only one permanent magnet can be used. There are also the fingers 18a, 186 and 18c consist of one piece, the body, their mutual distance is fixed, and it is not necessary to adjust their position relative to one another.

Eine zweite Ausführung der Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung zeigt F i g. 3, in der Teile, die mit Teilen der F i g. 2 identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die ausführliche Beschreibung dieser Teile wird im weiteren nicht mehr wiederholtA second embodiment of the turbine flow meter is shown in FIG. 3, in the parts that come with parts the F i g. 2 are identical, are provided with the same reference numerals. The detailed description of this Parts are no longer repeated in the following

Das innere (oder untere) Ende eines Jochs 30 ist fest mit dem Gehäuse 10 der Durchflußmeßeinrichtung verbunden und besitzt drei Finger 30a, 306 und 30c, die sich auf Grund ihrer Länge auch außerhalb des Gehäuses 10 fortsetzen. Am äußeren (oberen) Ende des Jochs 30 ist ein Permanentmagnet 33 fest angebracht Spulen 31a, 316 und 31c sind einzeln um die Finger 30a, 306 und 30c außerhalb des Gehäuses 10 gewickelt Diese Spulen 31a, 316 und 31c sind in Serie oder parallel geschaltet und mit den Anschlüssen 32a und 326 mit einem Schaltungsteil verbunden, der etwa dem Scha¹-tungsteil 22 von F i g. 1 entsprichtThe inner (or lower) end of a yoke 30 is fixedly connected to the housing 10 of the flow meter and has three fingers 30a, 306 and 30c which, due to their length, also continue outside the housing 10. A permanent magnet 33 is fixedly attached to the outer (upper) end of the yoke 30. Coils 31a, 316 and 31c are individually wound around the fingers 30a, 306 and 30c outside the housing 10. These coils 31a, 316 and 31c are connected in series or in parallel connected to the terminals 32a and 326 to a circuit part, which is about the saddle ¹ -tungsteil 22 F i g. 1 corresponds

Bei dieser Ausführung der Durchflußmeßeinrichtung werden, ähnlich wie in der ersten Ausführung, Signale in den Spulen 31a, 316 und 31c erzeugt, während die Turbinenschaufeln 14 sich nacheinander an den Fingern 30a, 306 und 30c vorbeibewegen. Ausgangssignale erscheinen dann an den Anschlüssen 32a und 326.In this embodiment of the flow meter As in the first embodiment, signals are generated in the coils 31a, 316 and 31c while the Turbine blades 14 sequentially move past fingers 30a, 306, and 30c. Output signals then appear on terminals 32a and 326.

Eine dritte Ausführung der Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung zeigt F i g. 4. In den beiden in F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführungen liegen die drei Finger des Jochs zwischen zwei benachbarten Turbinenschaufeln.A third embodiment of the turbine flow meter is shown in FIG. 4. In the two in FIG. 2 and 3 The embodiments shown are the three fingers of the yoke between two adjacent turbine blades.

Wie die dritte Ausführung der Durchflußmeßeinrichtung zeigt, ist die Erfindung jedoch nicht auf eine Anordnung beschränkt, bei der drei Finger des Jochs nicht zwischen zwei benachbarten Schaufeln liegen. Das Joch 40 in der Durchflußmeßeinrichtung nach F i g. 4 besitzt drei Finger 40a, 406 und 40c, deren Abmessungen so gewählt sind, daß der Abstand zwischen den beiden äußeren Fingern 40a und 40c größer ist als der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Turbinenschaufeln 14a und 146. Diese Finger 40a, 406 und 40c sind mit Spulen 41a, 416 und 41c versehen. Ein Permanentmagnet 43 ist fest mit dem äußeren Ende des Jochs 40 verbunden. Die Spulen 41 a, 416 und 41 c sind in Serie oder parallel geschaltet ihr Ausgangssignal wird durch die Anschlüsse 42a und 426 nach außen geführt.As the third embodiment of the flow meter shows, however, the invention is not limited to an arrangement in which three fingers of the yoke are not lie between two adjacent blades. The yoke 40 in the flow meter of FIG. 4 has three fingers 40a, 406 and 40c, the dimensions of which are chosen so that the distance between the two outer fingers 40a and 40c is larger than the space between two adjacent turbine blades 14a and 146. These fingers 40a, 406 and 40c are provided with coils 41a, 416 and 41c. A permanent magnet 43 is fixed to the outer end of the Yoke 40 connected. The coils 41 a, 416 and 41 c are connected in series or in parallel, their output signal is out through the connections 42a and 426 to the outside.

Eine vierte Ausführung der Durchflußmeßeinrichtung zeigt F i g. 5. Joche 50a, 506 und 50c sind einzeln eingefügt und mit Soulen 51a, 516 und 51c umwickelt. An den oberen Enden der Joche 50a, 506 und 50c ist ein einziger Permanentmagnet 52 befestigt. Adf eine Beschreibung dieser Ausführung der Durchflußmeßeinrichtung wird verzichtet weil diese Ausführung leicht an Hand der Beschreibung der ersten bis dritten Ausführung verstanden werden kann.A fourth embodiment of the flow measuring device is shown in FIG. 5. Yokes 50a, 506 and 50c are single inserted and wrapped with souls 51a, 516 and 51c. At the upper ends of the yokes 50a, 506 and 50c is a single permanent magnet 52 attached. A description of this embodiment of the flow meter is omitted because this embodiment is light can be understood from the description of the first to third embodiments.

Eine fünfte Ausführung der Turbinen-DurchfluSmeßeinrichtung zeigt Fig.6. Teile, die mit Teilen der F i g. 5 identisch sind, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, auf ihre nochmalige Beschreibung wird verzichtet. Im Fall, daß Gestalt Abmessungen und gegenseitiger Abstand der Joche 50a, 506 und 50c in der vier ten und fünften Ausführung dieselben sind, ist die Breite des Permanentmagneten 53 in der fünften Ausführung etwas schmaler als der Permanentmagnet 52 in der vorausgegangenen vierten Ausführung. Das heißt in der vierten Ausführung ist die Breite des Permanentmagneten 52 gleich oder größer als der Abstand zwischen den Außenkanten der Joche 50a und 50c Aus diesem Grund befinden sich alle Oberflächen der oberen Enden der Joche 50a, 506 und 50c in engem Kontakt mit dem Magneten 52. Im Gegensatz hierzu ist die Breite des Permanentmagneten 53 in der fünften Ausführung kleiner als der Abstand zwischen den Außenkanten der Joche 50a und 50c Zwischen jeder Außenkante des Magneten 53 und den auf derselben Seite befindlichen Außenkanten der Joche 50a und 50c ist ein Abstand d vorhanden. Die gesamte Oberfläche des oberen Endes des Jochs 506 befindet sich deshalb in engem Kontakt mit dem Magneten 53. von den Oberflächen der oberen Enden der äußeren Joche 50a und 50c befindet sich dagegen nur ein Teilbereich in engen* Kontakt mit dem Magneten 53.A fifth embodiment of the turbine flow meter is shown in FIG. 6. Parts that are associated with parts of FIG. 5 are identical are denoted by the same reference numerals and their repeated description is omitted. In the event that the shape, dimensions and mutual spacing of the yokes 50a, 506 and 50c in the fourth and fifth embodiments are the same, the width of the permanent magnet 53 in the fifth embodiment is slightly narrower than the permanent magnet 52 in the previous fourth embodiment. That is, in the fourth embodiment, the width of the permanent magnet 52 is equal to or greater than the distance between the outer edges of the yokes 50a and 50c. For this reason, all surfaces of the upper ends of the yokes 50a, 506 and 50c are in close contact with the magnet 52 In contrast, the width of the permanent magnet 53 in the fifth embodiment is smaller than the distance between the outer edges of the yokes 50a and 50c. There is a distance d between each outer edge of the magnet 53 and the outer edges of the yokes 50a and 50c located on the same side. The entire surface of the upper end of the yoke 506 is therefore in close contact with the magnet 53. On the other hand, only a portion of the surfaces of the upper ends of the outer yokes 50a and 50c is in close contact with the magnet 53.

Aus diesem Grund ist in der fünften Ausführung der aus dem mittleren Joch 506 austretende magnetische Fluß am stärksten, der aus den äußeren Jochen 50a und 50c austretende Fluß ist dagegen schwächer. Als Folge davon wird, soweit sich die Turbinenschaufeln 14 drehen, ein Signal Sb mit großer Amplitude in der um da: Joch 506 gewickelten Spule 516 erzeugt während ir den um die Joche 50a und 50c gewickelten Spulen 511 und 51c Signale Sa und Sc mit kleinerer Amplitude er zeugt werden, wie das in F i g. 7 dargestellt ist Dies« Signale werden, wenn sich die Turbinenschaufeln I^ drehen, fortwährend in der Reihenfolge Sa, Sb, Sc Si Sb, Sc,... erzeugtFor this reason, in the fifth embodiment, the magnetic flux exiting the central yoke 506 is strongest, while the flux exiting the outer yokes 50a and 50c is weaker. As a result, as far as the turbine blades 14 rotate, a signal Sb with a large amplitude is generated in the coil 516 wound around the yoke 506, while signals Sa and Sc with a smaller amplitude are generated in the coils 511 and 51c wound around the yokes 50a and 50c he will be produced, as shown in FIG. 7 shows that when the turbine blades rotate, signals are continuously generated in the order Sa, Sb, Sc, Si, Sb, Sc, ...

In diesem Fall werden die Ausgangssignale der Spu len 51a, 516 und 51cdem Schaltungsteil 22 zur Pulsfor mung zugeführt Wird der Schwellwert dieses Impuls formprozesses einen Wert X kleiner als die PulshöhiIn this case, the output signals of the coils 51a, 516 and 51c are fed to the circuit part 22 for pulse shaping. If the threshold value of this pulse shaping process is a value X smaller than the pulse height

Jer kleineren Signale 5a, Sc gewählt, vgl. F i g. 7, so ist die Frequenz Λ des Ausgangssignals durch die Periodendauer der Signale Sa, Sb und Sc gegeben. Wird dagegen der Schwellwert des Schaltungsteils 22 durch einen geeigneten Wert Y zwischen der Pulshöhe der kleineren Signale Sa und 5c und der Pulshöhe des größeren Signals Sb festgelegt, vgl. F i g. 7, so wird ein Ausgangssignal mit einer Frequenz /2 erzeugt, die durch die Periodendauer nur des Signals So gegeben ist, d. h., die ein Drittel der Frequenz Λ beträgt.Jer smaller signals 5a, Sc selected, see FIG. 7, the frequency Λ of the output signal is given by the period of the signals Sa, Sb and Sc . If, on the other hand, the threshold value of circuit part 22 is established by a suitable value Y between the pulse height of the smaller signals Sa and 5c and the pulse height of the larger signal Sb , see FIG. 7, an output signal is generated with a frequency / 2, which is given by the period duration only of the signal So, that is, which is a third of the frequency Λ.

Wird der Schwellwert des Schaltungsteils 22 zwischen den Werten X und V gewählt, so ist es möglich, die Frequenz des Pulses, der als Ausgangssignal des Schaltungsteils 22 erscheint, zwischen die Frequenzen Λ und h zu legen. In Übereinstimmung mit dem Verwendungszweck des Ausgangssignals des Schaltungsteils 22 läßt sich also ein Ausgangssignal mit der geeigneten Frequenz erzeugen. So wird man z. B. in dem Fall, in dem Messungen mit hoher Genauigkeit zur Korrektur von Instrumentenfehlern von Durchfluß- ;o meßeinrichtungen vorgenommen werden sollen, vorteilhafterweise den Wert X als Schwellwert wählen, während in dem Fall, in dem die Anzeigeeinheit eines gewöhnlichen Zählers zur Durchflußmessung relativ langsam ist, vorteilhafterweise der Wert Kais Schwellwert gewählt wird.If the threshold value of the circuit part 22 is chosen between the values X and V, it is possible to place the frequency of the pulse which appears as the output signal of the circuit part 22 between the frequencies Λ and h . In accordance with the intended use of the output signal of the circuit part 22, an output signal with the appropriate frequency can be generated. So you will z. B. in the case in which measurements are to be made with high accuracy to correct instrument errors of flow; o measuring devices, advantageously select the value X as the threshold value, while in the case in which the display unit of an ordinary counter for flow measurement is relatively slow is, the value Kais threshold is advantageously chosen.

In einer Abänderung der beschriebenen Ausführung der Durchflußmeßeinrichtung wird die Windungszahl der Spulen 51a, 5tb und 51c verändert, während die Abmessungsverhältnisse der Joche und des Permanentmagneten gegenüber der in F i g. 5 dargestellten Ausführung unverändert bleiben. Das heißt, die Windungszahl der Spule 51 b wird z. B. größer gewählt als diejenige der Spulen 51a und 516. In diesem Fall entsteht „ganz entsprechend dem Effekt der in F i g. 6 dargestellten Ausführung in der Spule 51 b ein Signal mit großer Amplitude, während in den Spulen 51a und 51c Signale mit kleiner Amplitude entstehen.In a modification of the described embodiment of the flow measuring device , the number of turns of the coils 51a, 5tb and 51c is changed, while the dimensional relationships of the yokes and the permanent magnet compared to that shown in FIG. 5 remain unchanged. That is, the number of turns of the coil 51 b is z. B. selected larger than that of the coils 51a and 516. In this case, "according to the effect of FIG. 6 embodiment illustrated in the coil 51b, a signal having a large amplitude, while 51a and 51c small-amplitude signals produced in the coils.

!n einer weiteren Abänderung dieser Ausführung ist die Lage der Joche 50a und 50c gegenüber dem Permanentmagneten 53 variabel, die Joche 50a und 50c lassen sich zwischen einer Position, in der ihre gesamte obere Oberfläche in Kontakt mit dem Magneten 53 ist und einer Position, in der wie in F i g. 6 nur Teilbereiche der oberen Oberflächen mit dem Magneten in Beruhrung ist, einstellen.Another modification of this embodiment is the position of the yokes 50a and 50c in relation to the permanent magnet 53 variable, the yokes 50a and 50c can be switched between a position in which their entire upper surface is in contact with the magnet 53 and a position in which, as shown in FIG. 6 only partial areas the upper surface is in contact with the magnet.

In dem Fall, in dem die Joche 50a, 506 und 50c in der Position sind, in der ihre Oberflächen den Magneten 53 ganz berühren, werden alle Ausgangssignale mit großer Amplitude erzeugt, ihre Pulshöhe ist mit derjenigen des Signals 56 identisch. Wenn dagegen die Joche 50a und 50c in der in F i g. 6 dargestellten Position angebracht sind, nehmen die Werte der Ausgangssignale den in F i g. 7 dargestellten Verlauf an. Wenn also der Schwellwert des Schaltungsteils 22 fest auf den Wert Y eingestellt ist, so ist es nicht erforderlich, diesen SchweHwert des Schaltungsteils 22 zu ändern; um ein Ausgangssignal zu erhalten, dessen Frequenz zwischen den Frequenzen Λ und h liegt, muß nur die Position der Joche 51a und 51c verändert werden.In the case where the yokes 50a, 506 and 50c are in the position in which their surfaces are in full contact with the magnet 53, all output signals are generated with a large amplitude and their pulse height is identical to that of the signal 56. On the other hand, if the yokes 50a and 50c in the FIG. 6 are attached, the values of the output signals take the position shown in FIG. 7 shown. If the threshold value of circuit part 22 is permanently set to the value Y , it is not necessary to change this threshold value of circuit part 22; in order to obtain an output signal whose frequency is between the frequencies Λ and h , only the position of the yokes 51a and 51c need be changed.

In dem Fall, in dem die Position der Joche 50a und 50c verändert wird, ändert sich auch geringfügig die Periodendauer des Ausgangssignals der Spulen 51a, 516 und 51c, dagegen findet keine Veränderung der Periodendauer des gesamten Ausgangssignals statt.In the case where the position of the yokes 50a and 50c is changed, the position also changes slightly Period duration of the output signal of coils 51a, 516 and 51c, on the other hand there is no change in the period duration of the entire output signal.

Eine sechste Ausführung der Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung ist in F i g. 8 dargestellt. Die Joche 60a, 606 und 60c besitzen zur Kontaktierung mit dem Permanentmagneten 61 obere Oberflächen unterschiedlicher Form. Das heißt, die Berührungsfläche des Jochs 60a mit dem Magnet 61 ist groß, während diejenige der Joche 606 und 60c relativ klein sind. Aus diesem Grund ist der aus dem Ende des Jochs 60a austretende magnetische Fluß relativ dicht, während der aus den Enden der Joche 606 und 60c austretende magnetische Fluß weniger dicht ist.A sixth embodiment of the turbine flow meter is shown in FIG. 8 shown. The yokes 60a, 606 and 60c have different upper surfaces for contacting the permanent magnet 61 Shape. That is, the contact area of the yoke 60a with the magnet 61 is large, while that of the Yokes 606 and 60c are relatively small. For this reason, the one emerging from the end of the yoke 60a is magnetic The flux is relatively dense, while the magnetic flux exiting the ends of the yokes 606 and 60c is less dense.

Die Amplitude des Ausgangssignals der um das Joch 60a gewickelten Spule 51a ist daher groß, während die Amplituden der um die Joche 606 und 60c gewickelten Spulen 516 und 51 c relativ klein sind. Wird der Schwellwert des Schaltungsteils 22 im Bereich X und Y verändert, wie das an Hand der F i g. 6 und 7 für die fünfte Ausführung der Durchflußmeßeinrichtung beschrieben wurde, so entsteht ein Ausgangssignal, dessen Frequenz zwischen den Frequenzen Λ und fi liegt.The amplitude of the output signal of the coil 51a wound around the yoke 60a is therefore large, while the amplitudes of the coils 516 and 51c wound around the yokes 606 and 60c are relatively small. If the threshold value of the circuit part 22 is changed in the range X and Y , as shown in FIG. 6 and 7 has been described for the fifth embodiment of the flow measuring device, an output signal is produced, the frequency of which is between the frequencies Λ and fi .

Obwohl in den beschriebenen Ausführungen drei Finger eines Jochs oder drei einzelne Joche verwendet werden, bleibt die Anzahl der Finger oder der Joche nicht auf drei beschränkt, sie kann je nach Anwendungszweck entsprechend dieser Erfindung ganz beliebig gewählt werden. Außerdem können die Werte der Pulsamplituden der Ausgangssignale in den in F i g. 6 und 8 dargestellten Ausführungen in mehr als drei unterschiedliche Amplitudenwerte abgestuft werden.Although three fingers of a yoke or three individual yokes are used in the embodiments described the number of fingers or yokes is not limited to three, it can be depending on the application can be chosen quite arbitrarily according to this invention. In addition, the values of the Pulse amplitudes of the output signals in the in F i g. 6 and 8 illustrated embodiments in more than three different Amplitude values are graded.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 609 611/307 For this purpose 3 sheets of drawings 609 611/307

Claims (9)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung mit einem mit mehreren Turbinenschaufel aus magnetischem Material versehenen, drehbar gelagerten Turbinenrotor, einem teilweise in die Gehäusewand der Meßeinrichtung eingelassenen und befestigten induktiven Impulsgeber, der eine Spule und ein Magnetjoch aufweist, mit einem äußeren und mehreren inneren Enden, die den äußeren Enden der Turbinenschaufeln in radialer Richtung gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß sich nur ein radial ausgerichteter Permanentmagnet (20; 33; 43; 52; 53; 61) in Kontakt mit dem äußeren Ende des Jochs (£8; 30; 40; 50; 60) befindet ?ur Vormagnetisierung aller innerer Enden (18a, 186, 18c; 30a, 30c; 40a, 406, 40c; 50a, 506, 50c; 60a, 606, 60c), und daß nur eine Spule (19; 31; 41; 51) um den Teil des Joches (18; 30; 40; 50; 60) gewickelt ist, in dem eine meßbare Änderung der magnetischen Flußdichte auftritt, wenn eine Turbinenschaufel (14) sich an einem der inneren Enden (18a, 186, 18c; 30a, 306, 30c; 40a, 406, 40c; 50a, 506, 50c; 60a. 606, 60c) vorbeibewegt 1. Turbine flow meter with a multiple turbine blade made of magnetic Rotatable turbine rotor provided with material, an inductive that is partially embedded and fastened in the housing wall of the measuring device Pulse generator, which has a coil and a magnetic yoke, with an outer and several inner ends, which are the outer ends of the turbine blades opposite in the radial direction, characterized in that only one radially aligned permanent magnet (20; 33; 43; 52; 53; 61) is in contact with the outer end of the yoke (£ 8; 30; 40; 50; 60) for bias all inner ends (18a, 186, 18c; 30a, 30c; 40a, 406, 40c; 50a, 506, 50c; 60a, 606, 60c), and that only one coil (19; 31; 41; 51) is wound around that part of the yoke (18; 30; 40; 50; 60) in which a measurable change in magnetic flux density occurs when a turbine blade (14) is attached one of the inner ends (18a, 186, 18c; 30a, 306, 30c; 40a, 406, 40c; 50a, 506, 50c; 60a. 606, 60c) moved past 2. Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das joch (18; 30; 40) einen Schenkelkörper mit einem einstückigen äußeren Ende und mehreren Fingern (18a, 186, 18c; 30a, 306, 30c; 40a, 406, 40c) enthält, die an den Schenkelkörper anschließen und mit den freien Enden die inneren Enden des Joches bilden.2. turbine flow meter according to claim 1, characterized in that the yoke (18; 30; 40) a leg body with a one-piece outer end and several fingers (18a, 186, 18c; 30a, 306, 30c; 40a, 406, 40c) attached to the Connect the leg body and form the inner ends of the yoke with the free ends. 3. Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (19) um den Schenkelkörper des Joches gewickelt ist.3. turbine flow meter according to claim 2, characterized in that the coil (19) is wrapped around the leg body of the yoke. 4. Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (31; 41) um die Finger (30a, 306, 30c; 40a, 406, 40c) des Jochs (30; 40) gewickelt ist.4. turbine flow meter according to claim 2, characterized in that the coil (31; 41) around the fingers (30a, 306, 30c; 40a, 406, 40c) of the yoke (30; 40) is wound. 5. Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Enden (18a, 186, 18c-, 30a, 306, 30c; 50a, 506, 50c; fOa, 606,60c) des Jochs (18; 30; 50; 60) so angeordnet sind, daß sie alle innerhalb eines Umfangsintervalls liegen, das dem Abstand zweier benachbarter Schaufelenden (14a, 146) der Turbinenschaufeln (14) entspricht.5. turbine flow meter according to claim 1, characterized in that the inner Ends (18a, 186, 18c-, 30a, 306, 30c; 50a, 506, 50c; fOa, 606,60c) of the yoke (18; 30; 50; 60) so arranged are that they are all within a circumferential interval lie, which corresponds to the distance between two adjacent blade ends (14a, 146) of the turbine blades (14) is equivalent to. 6. Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Enden (40a, 406,40c) des Jochs (40) in einem größeren Umfangsintervall angeordnet sind als dem Abstand zweier benachbarter Schaufelenden (T4a, 146) der Turbinenschaufeln (14) entspricht.6. turbine flow meter according to claim 1, characterized in that the inner Ends (40a, 406,40c) of the yoke (40) are arranged in a larger circumferential interval than the distance of two adjacent blade ends (T4a, 146) of the turbine blades (14). 7. Turbinen-Durchflußmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (50; •0) mehrere voneinander getrennte Jochteile (50a, 506,50c; 60a, 606,60c) enthält, deren äußere Enden den Permanentmagneten (52) berühren, und die mit den inneren Enden in Verbindung stehen.7. turbine flow meter according to claim 1, characterized in that the yoke (50; • 0) several separate yoke parts (50a, 506.50c; 60a, 606, 60c), the outer ends of which contact the permanent magnet (52), and which are in communication with the inner ends. 8. Turbinen ,Jurchflußmeßeinrichtung nach Anspruch 7, daduich gekennzeichnet, daß mindestens ein Jochteil (50a, 50c; 606, 60c) der Jochteile (50a, 506, 50c; 60a, 606, 60c) eine den Permanentmagneten (53; 61) berührende Fläche besitzt, die von der Berührungsfläche der anderen Jochteile (506; 60a) verschieden ist, und daß die durch die entsprechenden Wicklungen erzeugten Ausgangssignate unter-8. Turbines, flow measuring device according to claim 7, characterized in that at least one yoke part (50a, 50c; 606, 60c) of the yoke parts (50a, 506, 50c; 60a, 606, 60c) has a surface in contact with the permanent magnet (53; 61) which is supported by the Contact surface of the other yoke parts (506; 60a) is different, and that by the corresponding Windings generated output signals schiedliche Werte (Sa, 56, Sc) der Impulshöhe besitzen. have different values (Sa, 56, Sc) of the pulse height. 9. Turbinen-Durchflußmeßeinnchtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (51) mehrere Spulensegmente (51 a, 516,51c) besitzt, die um die Jochteile (50a, 506, 50c) gewickelt sind. daß mindestens ein Spulensegment eine von den Windungszahlen der anderen Spulensegmente abweichende Windungszahl besitzt, und daß die in den Spulensegmenten erzeugten Ausgangssignale unterschiedliche Werte (Sa, Sb, Sc) der Impulshöhe besitzen.9. Turbine flow measuring device according to claim 7, characterized in that the coil (51) has a plurality of coil segments (51 a, 516, 51 c) which are wound around the yoke parts (50 a, 506, 50 c). that at least one coil segment has a number of turns that differs from the number of turns of the other coil segments, and that the output signals generated in the coil segments have different values (Sa, Sb, Sc) of the pulse height.