DE1180652B - Sendeeinrichtung, insbesondere fuer Fernzaehl-anlagen zur Fernzaehlung elektrischer Energie - Google Patents

Description

• Sendeeinrichtung, insbesondere für Fernzählanlagen zur Fernzählung elektrischer Energie Die Erfindung bezieht sich auf eine Sendeeinrichtung, mit der Impulse in eine Fernleitung eingegeben werden können. Derartige Sendeeinrichtungen werden insbesondere in Fernzählanlagen gebraucht, wie sie beispielsweise bei derFernzählung elektrischerEnergie verwendet werden. Bei Fernzählanlagen für elektrische Energie ist ein Sendezähler oder Kontaktgeberzähler bekannt, bei dem durch die Drehung des Zählerläufers auf mechanischem Weg ein Kontakt ausgelöst wird. Das Kontaktgabewerk dieses bekannten Zählers besitzt eine mit Quecksilber gefüllte Wischkontaktröhre, die durch einen Exzenterantrieb geschwenkt wird. Der Exzenter wird durch einen schrittweise laufenden Hilfsmotor angetrieben, wobei die einzelnen Drehschritte durch einen von der Zählerwelle her angetriebenen Auslöser freigegeben werden.
• Der bekannte Sendezähler ist einmal mit dem Nachteil behaftet, daß der Antrieb des Zählers durch die mechanische Betätigung des Auslösers belastet wird. Es gelingt zwar, bei neuen Zählern diese Belastung gering zu halten. Nach längerer Betriebsdauer aber wird die Zählgenauigkeit merkbar beeinflußt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Kontaktgabewerk nur mit niedriger Frequenz arbeiten kann. Es können nur etwa zwei Impulse pro Sekunde abgegeben werden. Dies rührt einmal daher, daß die Wischkontaktröhre nicht sehr schnell aufeinanderfolgend verschwenkt werden kann, da andernfalls das Quecksilber unkontrollierbare Bewegungen ausführen würde. Zum anderen ist der Antriebsmechanismus schwerfällig, da der Verstärkermotor in Gang gesetzt und wieder angehalten werden muß, wobei die Trägheit des Motorankers und anderer bewegter Teile überwunden werden muß. Infolge der niedrigen Frequenz ist der sogenannte Impulswert (kWh/Impuls) verhältnismäßig groß. Die Genauigkeit der Zählung leidet dadurch.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist die Schaffung eines Sendezählers, bei dem der Zählerläufer nicht belastet wird und der eine große Impulsfrequenz senden kann.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch einen Impulsgeber, der in an sich bekannter Weise mittels zweier den Geber wechselweise abtastender Tastorgane an zwei Ausgängen ein Spannungsgefälle erzeugt und damit eine- Kippstufe betätigt, die auch bei mehreren Impulsen am gleichen Ausgang den durch den ersten Impuls bewirkten Zustand beibehält, und eine Umpoleinrichtung, die den Stromkreis einer zweipoligen Fernleitung in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Kippstufe umpolt. Durch die Verwendung nichtmechanischer Tastorgane wird eine Belastung des Zählers vermieden. Da für die Verstärkung des von den Tastorganen erzeugten Impulses keine mechanischen Mittel angewendet werden,. kann. der Sender mit großer Frequenz arbeiten, so. daß die Zählgenauigkeit größer ist als bei den bekannten Sendezählern.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Sendezähler, bei dem die Fernleitung durch ein Relais umgepolt wird, F i g. 2 eine Variation der Schaltung nach F i g. 1, F i g. 3 einen Sendezähler mit zu einer Einheit verbundener elektronischer Kipp- und Verstärkerstufe und F i g. 4 einen Sendezähler mit elektronischer Kippstufe und daran anschließender elektronischer Verstärkerstufe.
• Die Fernzählanlage besteht aus einem insgesamt mit 1 bezeichneten Sendezähler, der über eine zweipolige Fernleitung 2 mit einem Empfänger 3 verbunden ist. Der Sendezähler 1 besteht beim Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 aus einem Impulgeber 4, einer Verstärkerstufe 5 und einer Kippstufe 6. Am Impulsgeber rotiert eine mit dem Zählerläufer 7 verbundene Flügelscheibe $ zwischen zwei .Paaren von Hochfrequenzspulen 9, 10 bzw. 11, 12. Die Spulen 9 und 11 liegen in je einem Schwingkreis, der einen Kondensator 13 bzw. 14 enthält. Befindet sich keine Abschirmung zwischen den Spulen eines Spulenpaares, -so wird die Spule 10 bzw. 12 induktiv an die Spule 9 bzw. 11 gekoppelt. Die Energiezufuhr. Schw;ne,c..exfolgt über Transistoren 15 bzw. 16, deren Basis 15' bzw.16' mit dem Pluspol 17 einer Gleichstromquelle 18 verbunden ist. Bei erregtem Schwingkreis entsteht an den Ausgangsleitungen 19 bzw. 20 des Impulsgebers ein Spannungsgefälle gegenüber der Leitung 21, die über einen Glättungskondensator 21' mit dem Pluspol 17 der Spannungsquelle 18 verbunden ist. Die Schaltung dieses Impulsgebers ist an sich bekannt.
• Infolge des Spannungsgefälles zwischen den Leitungen 21 und 19 bzw. 21 und 20 werden die Transistoren 22 und 23 so angesteuert, daß sie in Richtung des Pfeiles (Emitter 22" bzw. 23") durchgängig werden. Dadurch kann ein Strom vom Pluspol 24 einer Spannungsquelle 25 über einen der Transistoren 22 bzw. 23 fließen. Dieser Stromkreis ist über ein gepoltes Relais 26 zum Minuspol 27 der Spannungsquelle 25 geschlossen. Das gepolte Relais 26 hat die Eigenschaft, daß bei mehreren Impulsen, die über den gleichen Transistor (z. B. Transistor 22) gehen, die Lage des Relais nicht verändert wird. Beim Rotieren der Scheibe 8 wird also das Relais 26 nur einmal umgepolt und bleibt dann so lange in seiner Lage, bis es durch einen Impuls, der über den anderen Transistor 23 kommt, in seine entgegengesetzte Ruhelage umkippt.
• Das Relais 26 ist mit einem Umschalter 28 verbunden. Je nach Lage des Umschalters 28 wird die Fernleitung 2 entweder an eine Spannungsquelle 29 (gezeichnete Stellung) oder an eine andere Spannungsquelle 29' angeschlossen. Bei jeder Umschaltung wird also die Fernleitung umgepolt. Hierdurch wird im Empfänger 3 ein gepolter Auslöser 30 betätigt.
• An Stelle des Umschalters und zweier Spannungsquellen kann auch die in F i g. 2 dargestellte Schaltung angewendet werden. Bei dieser Schaltung werden durch das Relais 26 zwei Umschalter 28 a und 28 b gleichzeitig betätigt. In diesem Fall kann bei einer einzigen Stromquelle 31 eine Umpolung der Fernleitung 2 erreicht werden.
• Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist der gleiche Impulsgeber 4 wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 verwendet. An Stelle der Verstärkerstufe und des Relais ist eine elektronische Schaltung vorgesehen, die sowohl die Verstärkung des gegebenen Impulses als auch die Umpolung ausführt. In dieser Schaltung sind vier Transistoren 32, 33, 34 und 35 vorgesehen. Beim Ansteuern der Basis 32' des Transistors 32 fließt von einer Spannungsquelle 36 ein Strom über den Transistor 32, einen Gleichrichter 37, die Fernleitung 2, den Empfänger 3 und den Transistor 34 zurück zur Spannungsquelle 36. Diese Stromrichtung ändert sich nicht, wenn mehrere Impulse hintereinander gegeben werden, die alle in derselben Richtung liegen. Die Sperrung des umgekehrten Stromweges wird dadurch bewirkt, daß die Transistoren 33 und 35 infolge des Fehlens eines Spannungsgefälles vom Emitter zur Basis in Pfeilrichtung nicht durchgängig sind. Die Sperrung des Transistors 33 wird dadurch aufrechterhalten, daß seine Basis 33' über Widerstände @38 und 39 gesperrt wird. Die Sperrung des Transistors 35 wird dadurch aufrechterhalten, daß seine Basis 35" über den zwischen Transistor 32 und Gleichrichter 37 fließenden Strom an einem höheren Potential liegt als sein Emitter 35', der über die großen Widerstände 38 und 39 an der Spannungsquelle 36 liegt.,Erst dann, wenn das andere Spulenpaar des Impulsgebers miteinander gekoppelt ist, fließt der Strom von der Spannungsquelle 36 über den Transistor 33; die' Fernleitung 2 und den Transistor 35 zur Spannungsquelle 36 zurück. Die Sperrung des anderen Weges erfolgt wie beschrieben.
• Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist ebenfalls ein Impulsgeber 4 von der gleichen Bauart wie bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g; 1 bis 3 vorhanden. Dem Impulsgeber 4 ist eine Kippsiufe 6'a nachgeschaltet, die über eine Verstärkerstufe 5a den über die Fernleitung gehenden Strom steuert. Die Schaltung des Verstärkers 41 entspricht der kombinierten Verstärker- und Kippstufe des Sendezählers nach F i g. 3; der einzige Unterschied besteht darin, daß die Verbindungen zwischen den Gleichrichtern 37, 37' und den Transistoren 33, 32 (vgl. F i g. 3) weggelassen sind. In dieser Schaltung sind für die Kippstufe Transistoren 40, 41 und für die Verstärkerstufe Transistoren 32, 33, 34, 35 vorgesehen. Bei Ansteuerung des Transistors 40 durch den Impulsgeber 4 geht der Stromfluß vom Pluspol 42 (verbünden mit dem Minuspol der Spannungsquelle 18 des Impulsgebers 4) der Spannungsquelle 43 über den Transistor 40 zurück zum Minuspol 44 der Spannungsquelle 43. Hierbei wird die Basis 32' des Transistors 32 angesteuert, da der Widerstand vom Minuspol 44 bis zur Basis 32' kleiner ist als der Widerstand vom Minuspol 44 zum Emitter 32". Der Transistor 32 i ib t somit den Weg vom Pluspol 45 einer weiteren Spannungsquelle 46 über den Gleichrichter 37, die Fernleitung 2, den Empfänger 3, den Transistor 34 zurück zum Minuspol 47 frei. Der Transistor 34 ist durchgängig, da infolge des großen Widerstandes 48 ein Spannungsgefälle vom Emitter 34' zur Basis 34" besteht. Die Transistoren 33 und 35 sind gesperrt, da einerseits der Widerstand vom Minuspol 44 der Spannungsquelle 43 zur Basis 33' kleiner ist als zum Emitter 33" und andererseits die Basis 35' und der Emitter 35" des Transistors 35 auf dem gleichen Potential liegen. Bei Ansteuerung des Transistors 41 durch den Impulsgeber 4 kehren sich die Verhältnisse um, d. h., die Transistoren 41, 33, 35 werden durchgängig, während die Transistoren 40, 32, 34 gesperrt werden.
• Diese etwas aufwendigere Schaltung bringt den Vorteil mit sich,daß für die Fernleitung ein eigener, von der Kippstufe getrennter Stromkreis vorhanden ist, so daß eventuelle Netzstörungen keine Impulse an den Polen der Fernleitung auslösen können.

Claims (10)

1. Patentansprüche: 1. Impulsgebereinrichtung, insbesondere zur Fernzählung elektrischer Energie, bei der durch nichtmechanisches Abtasten eines rotierenden Gebers, z. B. einer Lochscheibe, Stromimpulse in eine Fernleitung gegeben werden, gekennzeichnet durch einen Impulsgeber (4), der in an sich bekannter Weise mittels zweier den Geber (8) wechselweise abtastender Tastorgane (9, 10; 11, 12) an zwei Ausgängen (19; 20) ein Spannungsgefälle erzeugt und damit eine Kippstufe (6, 6a) betätigt, die auch bei mehreren Impulsen am gleichen Ausgang (19 bzw. 20) den durch den ersten Impuls bewirkten Zustand beibehält, und eine Umpoleinrichtung (28), die den Stromkreis einer zweipoligen Fernleitung (2) in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Kippstufe (6) umpolt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Tastorgan in an sich bekannter Weise aus einem induktiv gekoppelten Spulenpaar (9, 10; 11, 12) eines Hochfrequenzschwingkreises besteht, das durch den sich an ihm vorbeibewegenden Geber (8) jeweils verstimmt ist, wobei die Energiezufuhr einer Stromquelle (18) zum Schwingkreis über einen Transistor (15 bzw. 16) steuerbar ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (8) in an sich bekannterWeise eine radial geschlitzte odergelochte, umlaufende Scheibe mit vorzugsweise ungerader Schlitz- bzw. Lochanzahl ist und daß die Tastorgane am Scheibenumfang um 180° gegeneinander versetzt angeordnet sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem Ausgang (19 bzw. 20) des Impulsgebers (4) ein Transistor (22; 23) aassteuerbar ist, wodurch ein jedem Transistor (22, 23) zugeordneter, über eine Kippstufe (6, 6a) führender Stromkreis freigegeben wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippstufe (6, 6a) ein gepoltes Relais (26) mit zwei Ruhelagen und zwei Wicklungen ist, wobei jede Wicklung in einem eigenen, vom Impulsgeber (4) gesteuerten Stromkreis liegt.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Relais (26) ein Umschalter (28) betätigbar ist, der abwechselnd zwei von verschiedenen Stromquellen (29, 30) ausgehende, über eine Fernleitung (2) führende Stromkreise derart schließt, daß die Stromrichtung in der Fernleitung (2) abwechselt.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Relais (26) gleichzeitig zwei Umschalter (28, 28 b) derart betätigbar sind, daß der von einer Stromquelle (31 in F i g. 2) ausgehende, über die Fernleitung (2) führende Stromkreis umpolbar ist. B.
8. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Stromquelle (36), zwei Transistoren (32, 33), deren Emitter (32", 33") über einen Widerstand an den Pluspol der Stromquelle (36) angeschlossen sind und deren Basis (32', 33') vom Impulsgeber (4) aassteuerbar ist, zwei Gleichrichter (37, 37'), deren Ausgangsseiten über Widerstände (39,39') mit der Basis (32', 33') und deren Eingangsseite einerseits mit den Kollektoren (32"', 33 "' ), der Transistoren (32, 33) und andererseits über Widerstände miteinander verbunden sind, zwei weitere Transistoren (34, 35), deren Emitter (34", 35') mit den Ausgangsseiten der Gleichrichter (37, 37') und je einem Pol der Fernleitung (2), deren Kollektor (34"', 35 "') über Widerstände miteinander und deren Basis (34', 35") mit den Eingangsseiten der Gleichrichter verbunden sind, und eine Verbindung zwischen dem Knotenpunkt der Kollektoren (34"', 35 "') der zuletzt genannten Transistoren (34, 35), dem Knotenpunkt der Gleichrichter (37, 37') und dem Minuspol der Stromquelle (36).
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine elektronisch arbeitende Kippstufe (6 a), bestehend aus einer Stromquelle (43), deren Pluspol (42) mit dem Minuspol der den Impulsgeber (4) speisenden Stromquelle (18) verbunden ist, zwei Transistoren (40, 41), deren Basis (40', 41') mit den Ausgängen (19, 20) des Impulsgebers (4), deren Emitter (40", 41") mit dem Pluspol (17) der den Impulsgeber (4) speisenden Stromquelle (18) und der Verknüpfung beider Stromquellen (18, 43) und deren Basis (40', 41') und Emitter (40", 41") über einen Widerstand miteinander verbunden sind, einer Verknüpfung der Kollektoren (40"', 41 "') über Widerstände mit dem Minuspol (44) der die Kippstufe (6a) speisenden Stromquelle (43) und einer kreuzweisen Verbindung zwischen dem Kollektor (40"' bzw. 41 "') eines Transistors (40 bzw. 41) mit der Basis (41' bzw. 40') und des anderen Transistors (41 bzw. 40) über einen Widerstand.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen an die elektronisch arbeitende Kippstufe (6a) angeschlossenen Verstärker (5 a), bestehend aus einer Stromquelle (46) und einer Schaltung nach Anspruch 8, wobei jedoch die Verbindung zwischen den Ausgangsseiten der Gleichrichter (37, 37') und den Basen (32', 33') der Transistoren (32, 33) weggelassen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: ATM, V3844-1, Lieferung 315, April 1962; »Fern- und Summenfernzählung«, Dipl.-Ing. Dr. Franz Kuhas, Verlag Braun, Karlsruhe, 1957, S. 52.