SE408596B - Kalorimetrisk stromningsvektare - Google Patents

Description

_ 7510288-9 2 Dessutom sticker de båda värmeledarna direkt in i strömningsmediet, så att dessa båda värmeledare kan komma att skadas av fasta partik- lar i strömningsmediet. Vidare försvåras på detta sätt utjämningen av den elektriska bryggan, då redan en minsta möjliga ändring av strömningshastigheten förhindrar en noggrann utjämning.

Ytterligare några publikationer återspeglar teknikens stånd: CH-PS 505 369 anger i huvudsak vad som är känt genom ingressen till patentkrav 1. V .

US-PS 2 924 972 avser utformningen av känselkropparna, dvs. motståndstermometrarna med sina termistorer.

US-PS 3 246 515 avser väsentligen utformningen av de känsel- kroppar, som kommer till användning i den i ingressen till patent- kravet 1 nämnda typen av apparat, som skall anslutas till en elek- trisk brygga likaledes i enlighet med nämnda ingress.

US-PS 3 335 606 avser att vid en anordning med tvâ känselkrop- par anslutna till mätbrvgga enligt ingressen till patentkrav 1 an- sluta ett servosystem, som utjämnar en eventuell obalans i bryggkret- sen. Endast en differentialförstärkare är ansluten.

US-PS 3 366 942 avser en anordning för nåvisande av strömstopp i fluidumledningar, varvid anordningen innefattar två känselkroppar av termistortyp anordnade i ledningen och inkopplade i vardera gre- nen i en bryggkoppling. Den ena känselkroppen kan uppvärmas av en ledare. Några förstärkarkopplingar visas ej.

US-PS 3 400 582 avser en anordning för mätning av hastigheten hos båtar och har i huvudsak samma konstruktion som anordningen en- ligt föregående patent.

US-PS 3 494 196 avser en elektronisk termometer för införande företrädesvis i patientens mun. Här använder man sig av en enda kän- selkropp och mediet, som skall mätas, är ej strömmande. Visserligen användes här i likhet med vad som angetts i sista underkravet två' lampor, men dessa användes här ej för injusteringsändamål, såsom en- ligt föreliggande uppfinning, där lysdioder kommer till användning, enär dessa arbetar utan märkbar energitillförsel.

Till grund för uppfinningen ligger uppgiften att tillhandahålla en kalorimetrisk strömningsmäfiarg av det nämnda slaget, vid vilken en viss/ bestämd strömningshastighet kan inställas steglöst, vid vil- ken ökningar och minskningar av denna strömningshastighet liksom fel på värmekretsen och brott på känseltråden anges, och vid vilken mät- huvudet är så utformat, att det är lätt att tillverka, vid vilken det föreligger en god värmeledninqsförmåga från strömningsmediet till vär- '7510288-9 3 meledarna, och vid vilken värmeledarna är skyddade mot yttre påver- -kan, exempelvis av högt trvck, stötar och kemisk påverkan.

Denna uppgift löses enligt uppfinningen genom.att en kalori- metrisk strömningsväktare av det inledningsvis omnämnda slaget i huvudsak är så beskaffad, som anges i den kännetecknande delen av patentkravet 1. ökningar och minskningar i strömningshastigheten utforskas av den ena operationsförstärkaren, medan den andra operationsförstärka- ren övervakar värmekretsen och anger brott på känseltråden.

Genom_anordnandet av värmeledarna i med bottenhâl försedda stift av ett tryck- och böjningsfast, kemiskt indifferent material med god värmeledningsförmåga skyddas de båda värmeledarna från att skadas. Den goda värmeledningsförmàgan hos stiftmaterialet medför en snabb avkylning av de båda värmeledarna i strömningsmediet. Då stift- materialet dessutom är kemiskt indifferent,kommer de båda stiften icke att bli kemiskt angripna. Då de båda stiften är fastsatta, exempelvis inskruvade, i isoleringsblocket, bildar isoleringsblocket med de båda stiften, i vilka de båda värmeledarna och värmelindningen för den uppvärmda värmeledaren är anordnade, en lätt monterbar enhet, som kan tillverkas på ett enkelt sätt, och som lätt kan fästas, exem- pelvis inskruvas, i den metalliska hylsan. Därigenom uppnår man en enkel framställning av mäthuvudet.

Den elektriska bryggan är utförd på ett sådant sätt, att den kan utjämnas vid en på förhand bestämd temperaturdifferens mellan de båda värmeledarna, exempelvis 1000, varvid samtidigt inställning sker av en på förhand bestämd strömningshastighet. Denna temperatur- differens mellan de båda värmeledarna uppnås genom inställning av strömmen i den uppvärmda värmeledarens värmelindning. Uppvärmnings- strömmen måste naturligtvis hållas konstant. Med hänsyn härtill mås- te ett stabiliseringsorgan vara anordnat, som har en eller två poten- tiometrar för noggrann inställning av strömmen.

Vid en annan utföringsform av uppfinningen är utgången till operationsförstärkaren för uppmätning av ökningar och minskningar i strömningshastigheten förbunden med en ingång till en som komparator utformad operationsförstärkare, till vars utgång ett strömningsöver- vakningsrelä är anslutet och till vars andra ingång en konstant re- ferensspänning är pâförd. För ernående av den konstanta referensspän- ningen finns två zenerdioder och en diod anordnade i serie efter varandra. 7510288-9 A Utgången till den andra operationsförstärkaren är förbunden med en tröskelvärdeskopplare, som exempelvis kan bestå av en zener- diod och en transistor, och som står i förbindelse med ett störnings- relä. I För noggrann reglering av strömmen i värmelindningen är i strömkretsen mellan operationsförstärkaren för mätning av ökningar och minskningar i strömningshastigheten och den som komparator ut- förda operationsförstärkaren anordnad en röd och en grön ljusdiod.

Blir strömningen långsammare än det inställda tröskelvärdet, lyser , den röda lampan. Blir strömningen snabbare, lyser den gröna lampan¿ En utföringsform av unpfinningen visas på de närslutna rit- ningarna.

Fig. 1 utgör ett axiellt snitt genom ett mäthuvud till en strömningsmätare enligt uppfinningen.

Fig 2 visar ett axiellt snitt genom ett stift till mäthuvudet enligt fig. 1.

Fig. 3 visar den elektroniska kopplingen till strömningsväkta- ren enligt uppfinningen. 7 Fig. 4 är en vy av ett skåp för den elektroniska kopplingen en- ligt fig. 3.

Fig. 5 är en vy av skåpet sett från vänster i fig. 4.

Ett mäthuvud 1 enligt fig. 1 har en metallisk hylsa 2 med en inre gänga 3 och en yttre gänga 4, med hjälp av vilken mäthuvudet 1 kan skruvas tätt in i ett motsvarande gängat hål till ett rör, ge- nom vilket strömningsmediet flyter. Härvid kan det vara fråga om ett gasformigt, flytande eller granulöst strömningsmedium. Mäthuvudet 1 har vidare ett isoleringsblock 5 med en yttre gänga 6, med hjälp av vilken isoleringsblocket 5 är tätt inskruvat i den inre gängan 3 på den metalliska hylsan 2. Isoleringsblocket 5 är försett med två ge- nomgående hål 7, vilka i sin undre ände har en gänga 8. I de båda hå- lens 7 gänga 8 är metalliska stift 10 med en motsvarande yttre gänga 9 tätt inskruvade. Såsom framgår av fig. 2, vilken visar ett axiellt snitt genom ett stift 10, har stiftet 10 ett bottenhål 11. I borr- hålet 11 är en hylsa 12 av koppar anordnad, som i sina båda ändar har utvídgningar 13, 13a. I den övre utvidgningen 13 i hylsan 12 är en värmeledare 14 inlagd, som är försedd med två tilloppsledningar 15. Värmeledaren 14 kan naturligtvis också vara inlagd i den undre utvidgningen 1§a. På hylsan 12 finns en värmeslinga 16 pålindad, som har anslutningsledningarna 17. Stiftets 10 hela inre är utfyllt med en gjutharts. Det andra stiftet 10 är likaledes försett med en hylsa '7510288-9 5 12 av koppar och en värmeledare 14. Pâ denna hylsa 12 finns dock in- gen värmeslinga 16 pâlindad, då värmeledaren 14 icke uppvärms. De i- håliga stiften 10 kan antingen vara utförda av ett tryck- och böj- ningsfast liksom kemiskt icke angripbart plastmaterial med god vär- meledningsförmâga eller också av metall, speciellt rostfritt stål.

För ifyllning av de ihåliga stiften 10 används en gjutharts med god värmeledningsförmåga, så att de båda värmeledarna 14 snabbt nedkyls av strömningsmediet.

Såsom framgår av fig. 3 befinner sig de båda värmeledarna 14, som är identiskt utformade, i en elektrisk brygga 18, som dessutom, har motstånden 19-22. De båda i serie efter varandra kopplade mot- stånden 21 och 22 fungerar som kompensationsmotstånd för stabili- sering av kopplingspunkten inom ett vidsträckt temperaturområde för strömningsmediet. Den elektriska bryggan 18 är beräknad på ett så- dant sätt, att vid en temperaturdifferens av 10°C bryggan är i jäm- vikt, vilket samtidigt motsvarar kopplingspunkten (tröskelvärde).

Temperaturdifferensen av 10°C uppnås på så sätt, att värmelindningen 16 på den uppvärmda värmeledaren 14 tillförs en reglerbar ström.

Strömmen kan noggrant inställas med hjälp av tvâ potentiometrar 23 och 24. Potentiometern 23 används härvid för grovinställning och potentiometern 24 för fininställning. För att vid drift hålla ström- men i värmelindningen 16 konstant är ett stabiliseringsorgan 25 an- ordnat. Ett ytterligare stabiliseringsorgan 26 har till uppgift att hålla driftsspänningen för hela den elektroniska kopplingen konstant.

Utgångsspänningen för den elektriska bryggan 18 tillförs som differentialförstärkare arbetande operationsförstärkare 27 och 28.

Härvid har operationsförstärkaren 27 till uppgift att övervaka strömningshastigheten, medan operationsförstärkaren 28 övervakar att något brott icke uppstår på den indirekta värmekrets- och känsel- tråden.

Utgångssignalen från operationsförstärkaren 27 når via en ur- kopplingsdiod 29 fram till en som komparator arbetande operations- förstärkare 30, med vars utgång ett strömningsövervakningsrelä 31 är förbundet. Utgångssignalen från operationsförstärkaren 28 till- förs en tröskelvärdeskopplare, som består av en zenerdiod 32 och transistor 33. Denna tröskelvärdeskopplare magnetiserar via en för- stärkare, som består av en transistor 34, ett störningsrelä 35.

Två zenerdioder 36 och 37 liksom en diod 38 bildar en fast re- ferensspänninq, som påförs den andra ingången till operationsförstär-

Claims (6)

1. '7510288-9 6 karen 30. Denna referensspänning bildar en referensnunkt för opera- tionsförstärkarens 27 utgångssnänning, vilken ju såsom redan har nämnts likaledes pâförs operationsförstärkaren 30. I strömkretsen mellan de båda operationsförstärkarna 27 och 30 befinner sig en röd lysdiod 39 och en grön lysdiod 40, vilka har till uppgift att fastställa kopplingspunkten och att ange strömningstill- ståndet. Om kopplingspunkten är uppnådd, är båda lysdioderna 39 och 40 mörka. Om strömningen är långsammare än det inställda tröskelvär- det, blir operationsförstärkarens 27 utgångssignal positiv i förhål- lande till referenspunkten. Därvid blir transistorerna 41 och 42 ledande, så att den röda lysdioden 39 tänds. Om strömningen blir snabbare, tänds den gröna lysdioden 40 av den negativa signalen över transistorerna 43 och 44. Den elektroniska kopplingen enligt fig. 3 är anbragd i ett skåp enligt fig. 4 och 5 av isolerande material, vilket består av en underdel 46 och en överdel 47. I underdelen 46 finns tre kabel- intag 48-50, av vilka kabelintaget 48 fungerar som intag för mät- huvudledningarna, kabelintaget 49 som intag för nätledningen och kabelintaget 50 som intag för utgångsledningarna. P a t e n t k r a v l. Kalorimetrisk strömningsväktare innefattande ett mäthuvud (1) försett med två inbördes i värmeisolerat förhållande monterade, för det strömmande mediet utsatta känselkroppar (10) innehållande värmekänsliga elektriska ledare (14), av vilka den ena år försedd med en särskild uppvärmningslindning (16) och varvid båda ledarna (14) ingår i var sin gren i en elektrisk brygg- oppling (18), vars utgång är ansluten till ett par differensförstärkare (27, 28), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att utgången hos den ena (27) av de som operationsförstärkare utbildade differensförstärkarna, som är anord- nad för mätning av förändringar, utgående från ett visst inställbart värde, i mediets strömningshastighet, är ansluten till ena ingångsklämman till en som komparator (50) utbildad operationsförstärkare, vars andra ingångsklämma är förbunden med en konstant referensspänning och där komparatorns utgång är förbunden med ett strömningsövervakningsrelä (51) samt att den andra, även den som operationsförstärkare utbildade differensförstärkaren (28) är anord- nad för övervakning av brott på värmekrets- och/eller känseltråd och vid sin utgång via en tröskelvärdesomkopplare (zenerdiod 52, transistor 55) är an- sluten till ett störningsrelä (35). 7510288-9

2. Strömningsväktare enligt patentkravet l, kännetecknad därav, att den elektriska bryggan (18) kan utjämnas vid en på förhand bestämd temperatur- differens mellan de båda värmeledarna (14), uppgående till exempelvis 1000.

3. Strömningsväktare enligt något av patentkraven l eller 2, kännetecknad därav, att temperaturdifferensen mellan de båda värmeledarna (14) kan ernås genom inreglering av strömmen i den särskilt uppvärmda värmeledarens värmelind- ning (16). .

4. Strömningsväktare enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att för att kunna hålla strömmen i den särskilda uppvärmningslindningen (16) konstant, ett stabiliseringsorgan (25) är anordnat, vilket har en eller två potentiometrar (23, 24) för noggrann inställning av strömmen.

5. Strömningsväktare enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att för åstadkommande av den konstanta referensspänningen, två zener- dioder (36, 37) och en diod (38) finns anordnade kopplade i serie med varandra.

6. Strömningsväktare enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att strömkretsen mellan operationsförstärkaren (27) för mätning av för- ändringar i strömningshastigheten och den som komparator (30) utförda opera- tionsförstarkaren finns anordnad en röd (59) och en grön (40) iysaiod, med hjälp av vilka den noggranna injusteringen av strömmen i den särskilda värmelindningen (16) kan ske. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: Schweiz 505 369 (GO1f 1/OD) US 2 924 972 (73-204), 3 246 515 (73-204), 3 335 606 (73~2D4), 3 366 942 (340-243), 3 400 582 (73-181), 3 494 196 (73~362)