DE2605764A1

DE2605764A1 - Frequenzaenderungsvorrichtung, insbesondere zur verwendung in einem durchflussmesser

Info

Publication number: DE2605764A1
Application number: DE19762605764
Authority: DE
Inventors: Paul Zoltan Kalotay
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1975-02-25
Filing date: 1976-02-13
Publication date: 1976-09-02
Also published as: US4088022A; NL7601720A; FR2315195A1; GB1536016A

Description

Deutsche ITT Industries GmbH- P. Z. Kalotay 4

Hans-Bunte-Str. 19, 7800 Freiburg Go/sp

10. Februar 1976

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

FREIBURG I. BR.

Frequenzanderungsvorriciitung/ insbesondere zur Verwendung in einem Durchflußmesser

Die Priorität der Anmeldung Nr. 553 024 vom 25. 2. 1975 in den Vereinigten Staaten von Amerika wird beansprucht.

Die Erfindung beschäftigt s'ich mit einer Frequenzänderungsvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Schaufelrad-Durchflußmesser beträchtlicher Vielseitigkeit, ohne elektromagnetischem Laufradwiderstand oder Stillstandsneigungen.

Bisher bestand der Geber eines Schaufelrad-Durchflußmessers aus einer Induktionsspule um eine Symmetrieachse und auf einem permanentmagnetischen Kern. Der bekannte Durchflußmesser wird außerdem mit einer nichtmagnetischen Rohrleitung oder einem zylinderförmigen Rohr verbunden, durch die die Flüssigkeit fließt.

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Der Geber wird mit der Geberachse senkrecht zur Rohrachse an dem Rohr befestigt. Außerdem wird innerhalb der Rohrleitung am Ort des Gebers ein Laufrad mit einer Mehrzahl von angewinkelten Schaufelrädern angeordnet. Dieses Schaufelrad wird aus ferromagnetischem Material hergestellt und induziert daher in der Spule einen Spannungsimpuls, sobald jede der Schaufeln an der Spule vorbeigeführt wird. Zusätzlich oder anstelle der Kernmagnetisierung werden manchmal die Schaufeln bleibend magnetisch polarisiert. Jedenfalls ist die Anzahl der erzeugten Impulse dann proportional der Gesamtdurchflußmenge durch die Rohrleitung. Die Verwendung dieses Vorrichtungstyps als Meßvorrichtung oder in anderer Weise wird in den US-Patenten 3 756 079 und 3 842 655 beschrieben. Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus.

Die herkömmlichen Schaufelrad-Durchflußmesser weisen jedoch ungeachtet ihres Nutzens einige schwerwiegende Nachteile auf. Als erstes ist die Magnetisierung des Kernes oder der Schaufeln aufgrund der magnetischen Anziehungskraft zwischen den ferromagnetischen Rotorschaufeln und des ferromagnetischen Kerns insbesondere bei niedrigen Durchflußgeschwindigkeiten Ursache eines Fehlers, der auf den Rotor eine Widerstandskraft ausübt. Darüber hinaus kommt der Rotor bei gewissen niedrigen Durchflußgeschwindigkeiten tatsächlich zum Stillstand und fällt aufgrund der geschilderten magnetischen Anziehungskraft für die Impulserzeugung aus. Der Durchflußmesser fällt in anderen Worten vollständig aus.

Ein weiterer nicht unbeachtlicher Nachteil herkömmlicher Schaufelrad-Durchflußmesser besteht darin, daß die Rotorblätter stets aus einem ferromagnetischen Material hergestellt werden müssen, welches mit der Flüssigkeit unverträglich sein kann, deren Durchflußgeschwindigkeit gemessen werden muß. Die Rotorblätter können daher beispielsweise korrodieren oder vollständig zerfressen werden.

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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Resonanz frequenzänderung eines Schwingkreises über die Änderung des Schwingkreis-Widerstandes einer Zylinderspule„ welche ITirbelströiae in einem benachbarten elektrisch leitenden Eörper erzeugt, zur Strömungsmessung mittels eines Schaufelrad—Durchflußmessers auszunutzen.

Die Erfindung betrifft somit eine Freguenzänderungsvorrichtmig mit einem Schwingkreis, der bei seiner Resonanzfrequenz zur Eigenschwingung angeregt ist und eine Induktionsspulenanordnung ait einer Zylinderspule aufweist.

Erfindungsgemaß werden die vorstehend genannten Nachteile herkömmlicher Schaufelrad-Durchflußmesser durch die im Anspruch 1 genannte Ausbildung gelöst.

Vorzugsweise besteht die Induktionsspulenanordnung aus einer Zylinderspule und einem ferromagnetische» Kern in Form eines Zylinders mit einer ringförmigen sich axial erstreckenden Einsenkung, welche einen axial im Inneren des Zylinders angeordneten Vorsprung bildet/ um den die Zylinderspule angeordnet ist.

Bei der bevorzugten Verwendung zur Durchflußmessung mittels eines Schaufelrad-DurchfluSmessers werden die Halteteile der Induktionsspulenanordnung und der zweite Halteteil, an den drehbar innerhalb der Rohrleitung der Rotor des Schaufelrad-Durchflußmesses mit Schaufeln aus nichtmagnetische» Material gelagert ist, an der Wand einer nichtmagnetischen Rohrleitung befestigt. Das Ausgangssignal der Induktionsspuleiianordnung wird dabei an den Eingang eines Phasenregelkreises angelegt und das frequenzmodulierte Signal zur "Messung verwendet.

Durch die Vorrichtung nach der Erfindung wird bei Verwendung in ^! Verbindung mit einem Schaufelrad-Durchflußmesser der Läuferwider-'1 »taiid und sowohl bei niedrigen als auch großen Durchflußgeschwin-

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digkeiten ein Stillstand vermieden, da die Schaufeln nicht magnetisch sind und daher keine magnetische Anziehungskraft zwischen den Rotorschaufeln und dem Kern vorhanden ist.

Ein Schaufelrad-Durchflußmesser kann daher bei Verwendung einer Frequenzänderungsvorrichtung nach der Erfindung außerdem an eine weit größere Vielfalt von Flüssigkeiten angepaßt werden,als bei herkömmlicher Bauart der Fall war, da die Rotorblätter aus unterschiedlichen nichtmagnetischen und elektrisch leitenden Materialien hergestellt werden können, welche mit weit mehr Flüssigkeiten als die ferr©magnetischen Rotorblätter herkömmlicher Art verträglich sind. Es können daher oft, wenn nicht stets, herkömmliche Probleme der Korrosion und andere der Austauschbarkeit überwunden werden.

Eine Weiterbildung der Frequenzänderungsvorrichtung nach der Erfindung beruht auf der Verwendung eines beweglichen nichtmagnetischen und leitenden Teiles zur Erzeugung eines Impulses.

Eine weitere Ausbildung der Frequenzänderungsvorrichtung nach der Erfindung beruht auf einer besonderen Anordnung eines Gebers.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung betrifft Mittel zur Umwandlung einer Frequenzverschiebung in ein Spannungs- und/oder Strom-Impulssignal.

Die Erfindung, ihre Weiterbildungen und ihre Vorteile werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert,

deren Fig. 1 in Längsschnittansicht, teilweise im Aufriß, einen Teil eines Schaufelrad-Durchflußmessers mit den Merkmalen der Erfindung,

deren Fig. 2 in Längsschnittansicht, teilweise im Aufriß, einen Teil der Anordnung gemäß der Fig. 1,

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deren Fig. 3 in auseinandergezogener räumlicher Ansicht

einen Teil einer in Fig. 1 verwendeten Struktur zeigen,

deren Fig. 4 in Aufsicht das Schaufelrad der Fig. 1, 2 und 3 mit teilweise weggebrochenen Teilen bedeutet,

deren Fig. 5 im vergrößerten. Aufriß einer Schnittansicht den Geber eines Schaufelrad-Durchflußmessers nach der Erfindung veranschaulicht,

deren Fig. 6 die Unteransicht, des in Fig. 5 gezeigten ferromagnetischen Kern betrifft,

deren Fig. 7 die Seitenansicht des Kerns der Fig. 6 zeigt,

deren Fig. 8 in vergrößerter Raumansicht die Geberspule und den dafür vorgesehenen Kern auseinandergenommen bedeutet,

deren Fig. 9 das Blockschaltbild eines Durchflußmessers mit den Merkmalen der Erfindung,

deren Fig. 10 das Schaltbild zweier Schaltungsblöcke des Blockschaltbilds der Fig. 9,

deren Fig. 11 die Schaltung weiterer zwei Schaltungsblöcke der Fig. 9,

deren Fig. 12 die Schaltung dreier weiterer Schaltungsblöcke der Fig. 9 und

deren Fig. 13 das Prinzipschaltbild eines herkömmlichen einen Schwingkreis enthaltenden Schaltkreises zeigen.

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Die folgende Beschreibung betrifft eine bevorzugte Anwendungsform der Frequenzänderungsvorrichtung nach der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt eine Rohrleitung 10', deren innere Abmessungen im Bedarfsfalle denjenigen des erwähnten Patentes entsprechen kann. Bis auf das Material der Rotor sch auf ein 28 kann das Innere der Rohrleitung 10' entsprechend dem erwähnten Patent ausgestaltet sein.

In die Wandung der Rohrleitung 10' wird teilweise die Büchse 20 geschraubt, die aus Metall hergestellt werden kann. Deren Material ist jedoch im Hinblick auf die Erfindung unwesentlich. Die Büchse 20 weist die Sechskantfläche 21 auf, mittels der sie gelöst, d. h. aus der Rohrleitung 10' ausgeschraubt werden kann. Grundsätzlich wird die Büchse 20 in die Rohrleitung 10' eingesetzt oder so dicht eingeschraubt, wie es von Hand möglich ist. Zur Aufnahme eines nicht gezeigten Steckers wird innerhalb des oberen Teils der Büchse 20 ein Eisenring 22 befestigt. Der elektrische Stecker kann relativ zum Eisenring und/oder zur Büchse 20 festgelegt werden. Die Büchse 20 ist hohl und weist über ihre Länge einen gleichmäßigen inneren Durchmesser auf. Sie weist im wesentlichen konzentrische innere und äußere Zylinderflachen auf, die lediglich durch das Außengewinde unterbrochen sind, welches in ein entsprechendes Gewinde in der Vertiefung 25 der Rohrleitung 10' gedreht ist. Gemäß der Fig. 1 wird am Boden, der Büchse 20 ein ferromagnetischer Kern 26 befestigt.

Innerhalb der Rohrleitung 10' wird drehbar der Schaufelrad-Durchflußmesser-Rotor gelagert, der nichtmagnetische elektrisch leitende Schaufeln 2 8 aufweist, die bei der Rotation des Läufers am Kern 26 vorbeibewegt werden.

Zur Erzielung der Rotation des Läufers 27 darf die Mittelebene durch die Mitten der Schaufeln 28 bekanntlich nicht genau durch

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die Rotationsachse des Läufers 27 gehen, sondern muß relativ zu dem axialen Fluß durch die Rohrleitung 1O¹ zumindest um einen kleinen Winkel gedreht werden. Die Schaufeln 28 können daher mit einem Winkel A angeordnet werden, wie die Fig. 4 veranschaulicht. Sie werden jedoch an dem ferromagne ti sehen Kern 26 gemäß der Fig. 1 vorbeibewegt.

Die Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht mit etwas mehr Einzelheiten eines Teils der Anordnung innerhalb der Rohrleitung 1O¹; die Anordnung der Fig. 2 ist bis auf das Material der Rotorschaufeln 28 mit der im genannten Patent gezeigten identisch.

Die Fig. 3 zeigt in auseinandergezogener Darstellung sämtliche innerhalb der Rohrleitung 1O¹ enthaltenen Teile. Im einzelnen sind alle diese Teile in der genannten Patentschrift beschrieben worden, so daß dieser weitere Einzelheiten entnommen werden kann, soweit diese von Interesse sind. Der Läufer 27 besitzt, wie die Fig. 2, 3 und 4 veranschaulichen, auf beiden Seiten eine Nabe 30 und eine vollständig sich durch den Läufer 27 erstreckende Bohrung 29, welche teilweise die äußeren Zylinderflächen jeder der beiden Naben 30 durchbricht.

Der Geber nach der Erfindung wird vergrößert in vertikaler Schnittansicht in Fig. 5 gezeigt. In diesem Falle ist der Kern 26 im Schnitt mit einer darin befestigten Zylinderspule 31 dargestellt, die die Anschlußdrähte 32 und 33 zur Verbindung mit dem erwähnten elektrischen Stecker aufweist, der nicht dargestellt ist.

Der Kern 26 enthält, wie die Fig. 6 zeigt, an seinem Ende eine Ausdrehung 34 und in seinem Inneren an der ringförmigen Grundfläche 36 befestigt den zylinderförmigen Vorsprung 35 und eine axial sich erstreckende Längsnute 37. Vergleiche auch die Fig. 7 und 8.

Der Schaufelrad-Durchflußmesser nach der Erfindung gemäß der

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Fig. 9 enthält den Eingangaoszillator 38 mit einem Schwingkreis 39, von dem die Gsberspule 31 ein Teil ist. Der Ausgang des Eingangsoszillators 38 wird mit dem Eingang des Phasenregelkreises 50 verbunden, der den Phasendetektor 40 aufweist, an dessen zweitem Eingang der spannungsgeregelte Oszillator (VCO) 41 liegt. Der Ausgang des Phasendetektors wird mit einer Reihe von Schaltkreisen verbunden, zu denen das Tiefpaßfilter 43, der Verstärker 44, das erste Aktivfilter 45, das zweite Aktivfilter 46, der Schmitt-Trigger 47, der Stromwandler 48 und der Ausgangsschaltkreis 49 zu rechnen sind, welche in der genannten Folge am Ausgang des Phasendetektors 40 liegen. Der spannungsgeregelte Oszillator 41 wird außerdem mit dem Ausgang des Verstärkers 44 verbunden.

Ist beim Betrieb des Schaufelrad-Durchflußmessers nach der Erfindung gemäß der Fig. 9 beispielsweise eine Schaufel 28 des Schaufelrades fest im Abstand zum Mittelpunkt des. Kernvorsprungs 35, zum Kern 26 und zur Zylinderspule 31 angeordnet, so wird der Eingangsoszillator 38 bei einer im wesentlichen konstanten Frequenz schwingen, welche von seinen Komponenten einschließlich der Zylinderspule 31 des Gebers abhängt. In diesem Falle wird am Ausgang des Verstärkers 44 eine im wesentlichen konstante Gleichspannung oder Nullspannung auftreten.

Falls eine Schaufel 28 des Turbinenläufers kontinuierlich rotiert und sowohl am Kern 26 als .auch an der Zylinderspule 31 vorbeibewegt wird, so wird aus einem oder mehreren Gründen, von denen einer anschließend erklärt wird, der Eingangsoszillator 38 für jeden Vorbeigang einer Frequenzänderung unterworfen. Während jedes Vorbeigangs wird dann das Ausgangssignal des Verstärkers moduliert. Die Frequenzänderung des Eingangsoszillators 38 während eines Vorbeiganges bewirkt daher eine Modulation und/oder Impulse an den Ausgängen jedes der in der Fig. 9 gezeigten. Schaltungsblöcke 43 bis 49. Ist der Ausgangsschaltkreis 49 geeignet

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geeicht und mit einem Impulszähler und einem Anzeigeinstrument versehen, so kann das Anzeigeinstrument die gesamte Durchflußmenge durch die Rohrleitung 1O' anzeigen. Mit anderen Worten kann das Anzeigeinstrument den gesamten Durchsatz in Volumeneinheiten aufzeigen.

Der in Fig. 10 nochmals gezeigte Eingangsoszillator 38 enthält die Zylinderspule 31 des Gebers und eine Schaltung 51. Die Schaltung 51 enthält die Schaltungspunkte 52, 53, 54, 55, 56, 57 und 57''. Der Eingangsoszillator 38 weist die Oszillatorausgangsleitung 58 auf. Zwischen dem einen Ende der Zylinderspule 31 liegt am Schaltungspunkt 57'' -zur Oszillatorausgangs leitung 58 die Kapazität 59. Das andere Ende der Zylinderspule 31 liegt am Schaltungspunkt 52, zwischen dem und dem Schaltungspunkt 54 der Kondensator 60 liegt. Der Transistor 61 enthält den Kollektor 62, den Emitter 63 und die Basis 64. Der Schaltungspunkt 54 ist über die Kapazität 65 und den Schaltungspunkt 57'' mit dem Kollektor 62 verbunden. Der Emitter 63 liegt am Schaltungspunkt 56, der mit dem Schaltungspunkt 54 verbunden ist. Während zwischen den Schaltungspunkten 53 und 55 der Widerstand 66 liegt, verbindet der Widerstand 67 die Schaltungspunkte 55 und 57. Der Widerstand 68 verbindet die Schaltungspunkte 56 und 57.

Die Fig. 11 veranschaulicht die Aktivfilter 45 und 46. Das Aktivfilter 45 hat eine Eingangsleitung 47'. Das Aktivfilter 45 weist ferner die Verbindungspunkte 48', 49', 50', 51', 52', 53', 54', 55', 56" und 57' auf. Der Widerstand 58' verbindet die Eingangsleitung 57' mit dem Verbindungspunkt 49'. Zwischen den Verbindungspunkten 49' und 50' liegt der Widerstand 59*. Es ist ferner ein Verstärker 60' mit positiven und negativen Stromversorgungsleitungen 61' bzw. 62' vorgesehen. Die Strqmversorgungsleitung 61* liegt am Verbindungspunkt 48*, während die Stromversorgungslei-

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tung 62' an Verbindungspunkt 57' liegt. Die Kapazität 63' verbindet die Verbindungspunkte 54' und 55'. Zwischen den Verbindungspunki,en 54' und 55' ist der Widerstand 64" eingefügt. Die Kapazität 64'' liegt zwischen den Verbindungspunkten 49' und 56'. Die Verbindungspunkte 53' und 54 '■ sind wie die Verbindungspunkte 55', 56' und 57' miteinander verbunden. Zwischen den Verbindungspunkten 48' und 54' liegt der Widerstand 65'. Der Widerstand 66' verbindet die Verbindungspunkte 49' und 51'. Zwischen den Verbindungspunkten 50' und 51^f ist die Kapazität 67' eingefügt. Die Verbindungspunkte 51* und 52' sind miteinander verbunden. Der invertierende Eingang des Verstärkers 60' liegt am Verbindungspunkt 53' , während sein Ausgangssignal am Verbindungspunkt 52' liegt.

Das Aktivfilter 46 enthält die Schaltungspunkte 68', 69', 70' , 71' und 72'. Vom Verb indungs punk t 48' im Aktivfilter 45 besteht eine Verbindung über den Schaltungspunkt 68* zum Stromversorgungsanschluß 73* gemäß der Fig. 12. Der Widerstand 74' im Aktivfilter 46 liegt zwischen dem Verbindungspunkt 52' und dem Schaltungspunkt 69'. Der Widerstand 75* verbindet die Schaltungspunkte 69' und 71'. Zwischen den Schaltungspunkten 70' und 71' liegt eine Kapazität 76'. Die Schaltungspunkte 71^f und 72' sind verbunden.

Das zweite Aktivfilter 46 enthält einen Verstärker 77', dessen invertierender Eingang am Schaltungspunkt 70* liegt, während der nichtinvertierende Eingang mit dem Schaltungspunkt 78' verbunden ist, der außerdem vom Schaltungspunkt 53* mit dem Verbindungspunkt 79' des Schmitt-Triggers 47 der Fig. 12 in Verbindung steht.

Das zweite Aktivfilter 46 enthält außerdem den Verbindungspunkt 80" Der Verstärker 77" weist die positive Stromversorgungsleitung 81' und die negative Stromversorgungsleitung 82^l auf, welche an die

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Schaltungspunkte 68' bzw. 80' angeschlossen sind. Zwischen den Schaltungspunkten 69' und 70' liegt der Widerstand 83¹.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 77' liegt am Schaltungspunkt 72', der wiederum mit dem Kondensator 84' im Schmitt-Trigger 47 verbunden ist.

Die Verbindungspunkte 80' und 57' sind mit dem Schaltungspunkt kontaktiert, der wiederum an den Schaltungspunkten 86, 87 und dem Ausgangsanschluß 88 der Fig. 12 angeschlossen wird, wobei die Schaltungspunkte 86 und 87 im Schaltkreis des Stromversorgungsteils 89 liegen.

Nach der Fig. 12 wird der Schaltungspunkt 68' des zweiten Aktivfilters 46 der Fig. 12 mit dem StroBversorgungsänschluß'73' über den Schaltungspunkt 90 des Schmitt-Triggers 47 verbunden. Der Kondensator 84' im Schmitt-Trigger 47 der Fig. 12 liegt am Schaltungspunkt 72' der Fig. 11 und am Schaltungspunkt 91 der Fig. 12.

Der Schmitt-Trigger 47 der Fig. 12 weist die Schaltungspunkte 92 "and 93 auf. Ferner enthält der Schmitt-Trigger 47 den Verstärker 94 mit einem am Schaltungspunkt 91 liegenden invertierenden Eingang und einem am Schaltungspunkt 92 liegenden nichtinvertierenden Eingang auf. Der Schaltungspunkt 92 und der Verbindungspunkt 79* sind miteinander kontaktiert. Zwischen den Schaltungspunkten 91 und 92 liegt der Widerstand 95. Der Widerstand 96" verbindet den Verbindungspunkt 79' mit dem Schaltungspunkt 93. Der Verstärker 94 weist eine mit dem Schaltungspunkt 90 kontaktierte positive Stromversorgungsleitung 95* und eine mit dem Schaltungspunkt 95 verbundene negative Stromversorgungsleitung 96 auf. Die Schaltungspunkte 85, 86 und 97 sind, wie bereits angedeutet, sämtlich mit dem Ausgangsanschluß 88 verbunden. Der Stromversorgungsteil 89 enthält den Verbindungspunkt 97, der an den

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Stromversorgungsanschluß 73' angeschlossen ist. Zwischen dem Schaltungspunkt 86 und dem Verbindungspunkt 97 liegt der Kondensator 98'. Der Emitter 100 des den Kollektor 99, den Emitter 100 und die Basis 101 aufweisenden Transistors 98 liegt am Verbindungspunkt 97.

Der Stromversorgungsteil 89 enthält noch weitere Verbindungspunkte 102, 103 und 104. Zwischen den Verbindungspunkten 102 und 104 liegt ein Widerstand 105. Der Kollektor 99 ist mit dem Verbindungspunkt 102 kontaktiert_r während die Basis 101 am Verbindungspunkt 104 liegt. Die Verbindungspunkte 102 und 103 stehen miteinander in Verbindung. Zwischen dem Verbindungspunkt 104 und dem Schaltungspunkt 87 liegt eine in Sperrichtung betriebene Zenerdiode 106. Der Stromversorgungsteil 89 ist mit einem zweiten Aus gangs ans chluß 107 versehen, zwischen dem und dem Verbindungspunkt 103 eine in Richtung zum Verbindungspunkt 103 gepolte Diode 108 liegt.

Das Ausgangsspannungssignal des Schmitt-Triggers 47 am Schaltungspunkt 93 besteht aus einem Spannungsimpulssignal, welches in ein Stromimpulssignal mittels des in Fig. 12 dargestellten Spannungs-Strom-Wandlers 48 gewandelt wird, der die an den Schaltungspunkt 93 des Schmitt-Triggers 47 angeschlossene Eingangs leitung 108¹ aufweist. Der Stromwandler 48 enthält den Schaltungspunkt 109 und den Schaltungspunkt 110. Der Stromwandler 48 ist ferner mit einem Transistor 111 bestückt, der den Kollektor 112, den Emitter 113 und die Basis 114 aufweist. Zwischen der Eingangsleitung 108' und dem Schaltungspunkt 110 liegt ein Widerstand 115. Die Basis 114 ist mit dem Schaltungspunkt 110 kontaktiert. Zwischen den Schaltungspunkten 109 und 110 liegt der Widerstand 116. Der Emitter ist mit dem Schaltungspunkt 109 kontaktiert, während der Kollektor 112 über den Widerstand 117 an den Schal tun gs punk t 87 angeschlossen ist.

Normalerweise sieht der Anwender die rechts mit den Ausgangsanschlüssen 88 und 107 verbundene Anordnung vor. In gleicher Weise

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kann der Hersteller verfahren. Üblicherweise wird Verwendung von dem Spannungs-Strom-Wandler 48 gemacht, da die Leitungen und 119 nicht dadurch Fehler verursachen, daß diese Leitungen 118 und 119 in ihrer Länge verändert worden oder ungewöhnlich lang sind.

In Reihe von der Leitung 118 ausgehend zur Leitung 119 liegen eine Spannungsquelle 120 und ein Widerstand 121.

Zwischen den Anschlüssen 122 und 123 liegt der Widerstand 121. Die Spannungsquelle liegt somit zwischen der Leitung 118 und dem Anschluß 122, während der Anschluß 123 mit der Leitung 119 kontaktiert ist.

Ferner ist ein mit dem Impulsteiler 127 verbundener Impulszähler 124 mit Eingangsleitungen 125 u. 126 vorgesehen. Die Eingangsleitungen 125 u.126 des Impulsteilers liegen an den Anschlüssen 122 bzw. 123. Am Impulszähler 124 ist das Anzeigeinstrument angeschlossen. Der Impulsteiler 127, der Impulszähler 124 und das Anzeigeinstrument 130 können von herkömmlicher Bauart sein. In manchen Fällen kann auf den Impulsteiler 127 verzichtet werden. Der Impulsteiler 127 kann derart zur Eichung des Anzeigeinstruments verwendet werden, daß. dieses in üblichen oder auch anderen Volumeneinheiten den Gesamtdurchfluß anzeigt.

Eine Erklärung, wieso der Eingangsoszillator 38 einer Frequenzänderung unterliegt, ergibt sich in Verbindung mit Fig. 13, nach der in Reihe mit einer Induktionsspule 132 der- Induktivität L der Widerstand 133 mit dem Widerstandswert R und ein Kondensator 134 mit der Kapazität C liegen, wobei der Kondensator 134 mit der Elektrode 135 am Anschluß 136 der Spannungsquelle 131 liegt.

Der Schaltkreis gemäß der Fig. 13 wird unter einer bestimmten Bedingung schwingen. Diese Bedingung ist:

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4L·
R²C

Unter vorstehender Bedingung wird die Frequenz f, mit der der
Schaltkreis gemäß der Fig. 13 schwingt, betragen:

Aus dem vorstehend angegebenen Ausdruck für f ergibt sich, daß
die Schwingungsfrequenz eine Funktion von R, der Dämpfung im
Eingangsoszillator 38 ist. Aufgrund der in der Schaufel 28 induzierten Wirbelströme und im begrenzten Widerstand der Schaufel 2 ändert sich die Dämpfung, sobald eine Schaufel 28 den Kern 26
und die Zylinderspule passiert. Dieser Widerstand der Schaufel kann relativ klein oder relativ groß sein«

Die relativen Abmessungen des Kerns 26 können etwa so groß sein, wie die Zeichnungen veranschaulichen. Diese Abmessungen sind
nicht kritisch. Nur als Beispiel sei ein Außendurchmesser des
Kerns 26 von 9 mm angegeben.

Es liegt im Bereich des Erfindungsgedankens, daß nicht unbedingt jeder Teil der beschriebenen Anordnuag verwendet werden muß.
Manch ein Teil kann in manchen Fällen weggelassen werden. Andere vorstehend nicht beschriebene Teile können außerdem beschriebene Teile ersetzen.

Es wäre zu bemerken, daß der Schaufelrad-Durchflußmesser nach der Erfindung und einige seiner Teile einzeln für andere Zwecke verwendet werden können. Die Brauchbarkeit des Gegenstands der Erfindung ergibt sich in Verbindung mit Fig. 12, nach der das Anzeigeinstrument 130 den gesamten Durchfluß anzeigt. Nichts desto

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weniger können der Schaufelrad-Durchflußmesser nach der Erfindung und Teile davon in Verbindung mit Prozeßreglern oder auf andere
Weise mit oder ohne einem Anzeigeinstrument wie das Anzeigeinstrument 130 und mit oder ohne der beschriebenen Teile verwendet werden.

Der Eingangsoszillatör 38 kann beispielsweise bei einer Frequenz
von 200 kHz schwingen. Diese Frequenz ist jedoch jedenfalls nicht kritisch. Der Eingangsoszillator 38 kann mit einer Frequenzänderung von weniger als 1 % ausgebildet werden, sobald eine Schaufel 28 den Kern 26 und die Zylinderspule 31 passiert.

Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß die Ausbildung des Schaufelrad-Durchflußmessers und seiner Teile nach der Erfindung nicht auf einer Flußverkettung des magnetischen Flusses zwischen dem
Kern 26 und der Schaufel 28 beruht.

5 Patentansprüche

6 Blatt Zeichnung
mit 13 Figuren

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Claims

P.Z. Kalotay 4 PATENTANSPRÜCHE

1.j Frequenzänderungsvorrichtung mit einem Schwingkreis, der bei seiner Resonanzfrequenz zur Eigenschwingung angeregt ist und eine Induktionsspulenanordnung jßit einer Zy linder spule aufweist, dadurch, gekennzeichnet,

daß die Zylinderspule (31) der Indufctionsspulenanordnung an ihrem einen Ende um die Achse einen Steuerbereich enthält und an einem ersten Halteteil befestigt ist und

daß relativ beweglich zur Induktionsspulenanordnung an einem zweiten Halteteil mindestens ein nichtmagnetischer Gegenstand aus elektrisch leitendem Material derart angeordnet ist, daß bei seiner Bewegung durch den Steuerbereich die Resonanzfrequenz bei Eigenschwingung des Schwingkreises verschoben wird.

2. Frequenzänderungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspulenanordnung eine Zylinderspule (31) und einen ferromagnetischen Kern (26) in Form eines Zylinders mit einer ringförmigen sich axial erstreckenden Einsenkung enthält, welche einen axial im Inneren des Zylinders angeordneten Vorsprung (35) bildet, um den die Zylinderspule angeordnet ist.

3. Frequenzänderungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Halte-

teil und der zweite Halteteil an der Wand einer nichtmagnetischen Rohrleitung (1O¹) befestigt sind, daß an dem zweiten Halteteil drehbar innerhalb der Rohrleitung der Rotor eines Schaufelrad-Durchflußmessers mit Schaufeln aus nichtmagnetischem Material gelagert ist, daß das Ausgangssignal der Induk-

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tionsspulenanordnung an den Eingang eines Phasenregelkreises anliegt und daß das Ausgangssignal des Phasenregelkreises
zur Messung der Durchflußmenge durch die Rohrleitung verwendet wird.

4. Frequenzänderungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Phasenregelkreises impulsförmig durch je einen Impuls beim Durchgang einer Schaufel (28) durch den Steuerbereich der Induktionsspulenanordnung zur Messung verwendet wird.

5. Frequenzänderungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus gangs signal des Phasenregelkreises über einen Impulszähler zur Messung verwendet wird.

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