DE1648097A1

DE1648097A1 - Vorrichtung zur Messung des Durchflusses

Info

Publication number: DE1648097A1
Application number: DE19671648097
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr-Ing Klein; Werner Dr Koch; Heinz Walz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1967-03-23
Filing date: 1967-03-23
Publication date: 1971-04-29

Description

Vorrichtung zur Messung des Durch. flusses Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Durch flusses, bei der ein Gas- oder Flüssigkeitsstrom durch ein senkrecht stehendes Rohr geführt und ein permanentmagnetischer Schwimmer von dem Gas- oder Flüssigkeitzstrom im Rohr getragen ist.
Die Durchflußmenge wird bei der obengenannten Vorrichtung aus der Lage des Schwimmers bestimmt. Bekannt ist es, die Lage des Schwimmers an einer Spiegelskala abzulesen. Bekannt ist es ebenfalls, mit dem permanentmagnetischen Schwimmer eine um eine vertikale Achse drehbare, weichmagnetische Wendel zu bewegen, womit die vertikale Bewegung des Schwimmers in eine Drehbewegung um die Achse der Wendel umgesetzt wird. An die Wendel kann mechanisch, z.B. über Hebel, niit pneumatischen oder mit elektrischen Mitteln ein Zeigersystem angekoppelt sein, mit dem ein genaueres Ablesen und eine automatische Registrierung des Me#wertes möglich ist. Ablesevorrichtungen dieser Art sind nicht sonderlich genau, sie haben weiterhin den Nachteil, sehr träge zu arbeiten und lassen sich nur mit einem unverhältnismäßig großen technischen Aufwand zur Gewinnung der Regelgröße für die Steuerung des Burchflusses benutzen.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung zur Messung des Durchflusses der eingangs genannten Art Mittel zu schaffen, mit denen der Me#wert genau bestimmt werden kann und bei denen der Meßwert direkt als Istwert für eine Regelvorrichtung zur Steuerung des Durchflusses. benutzbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens wei magnetfeldabhängige Widerstände an der Rohrwandung bezüglich der Richtung des Gasstromes hintereinander angeordnet und Mittel zur Bestimmung des Widerstandswertes der magnetfeldabhängigen Widerstände vorgesehen sind.
Es ist eine Anzeigevorrichtung für die Widerstandswerte vorzusehen, aus der der Widerstandswert jedes einzelnen magnetfeldabhängigen Widerstandes entnehmbar ist. Bei Verwendung von zwei magnetfeldabhängigen Widerständen kann eine Me#brücke zum Widerstandsvergleich vorgesehen seine Das Material der magnetfeldabhängigen Widerstände kann InSB, insbesondere mit Einschlüssen einer zeiten Phase aus gut leitendem @aterial, wie NiSb, sein.
Die Lage des permanentmagnetischen Schwimmers, der vom Gas- oder Flüssigkeitsstrom getragen ist, ist abhängig von-der Durchflu#-menge pro Zeiteinheit. Je nach seinerLage im Rohr wird-das Magnetfeld des Schwimmers die magnetfeldabhängigen Widerstände verschieden beeinflussen und der Widerstandswert dieser Widerstande wird daher von der Schwimmerlage abhängen. Aus einer Messung der Widerstandswerte kann. daher mit einer entsprechenden Eichung die Lage. des Schwimmers sehr genau bestimmt -werden.
Hervorzuheben ist hierbei, daß die Anzeige einer Lageveränderung praktisch trägheitslos erfolgt. Um die-absolute Schwimmerlage innerhalb des Rohres festzustellen, ist es günstiger, mehrere magnetfeldabhängige Widerstände an der Rohrwandung anzuordnen.
Soll jedoch die Abweichung der Schwimmerlage von einem vorgegebenen Sollwert festgestellt werde, so genügen zwei magnetfeldabhängige Widerstände. Man erhält mit dem so gewonnenen elektrischen Me#wert direkt eine Regelgrö#e. Eine Me#vorrichtung mit zwei magnetfeldabhängigen Widerständen kann daher vorteilhaft als Istwertgeber für eine Regelvorrichtung zur Steuerung des Durchflusses benutzt werden.
Vorteilhaft ist es, die magnetfeldabhängigen Widerstande an der inneren Rohrwandung anzuordnen. Man erhält so eine optimale Einwirkung des magnetischen Feldes des permanentischen Schwimmers.
Iyian kann jeden der magnetfeldabhängigen Widerstände im Luftspalt eines Eisenjoches anordnen, dessen Schenkel wenigstens angenähert der äußeren Rohrwandung angeordne-t sind. Man erhält dar. ait einen Eisenrückschluß für den- magnetischen Fluß, womit die Empfindlichkeit der Meßvorrichtung gesteigert wird.
Zur weiteren Vergrößerung kann ihnen zur Vormagnetisierung ein weiteres magnetisches Feld überlagert sein. Vorzugsweise wird hierfür ein Permanentmagnet verwendet.
Anhand einiger Ausführungsbeispiele, die in den Figuren 1 bis 3 dargestellt sind, wird im folgenden die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Me#vorrichtung gemäß der Erfindung mit mehreren magnetfeldabhängigen Widerständen. Das Durchflußrohr 1 wird von einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom durchströmt. Von dem Gas- oder Flüssigkeitsstrom wird ein permanentmagnetischer Schwimmer 2 getragen Entlang der Xohrwandung 1 sind vier magnetfeldabhängige Widerstände 3 angeordnet.
Diese magnetfeldabhängigen Widerstände 3 können auf der äu#eren Rohrwandung aufliegen, sie können aber auch an der inneren Roh-rwandung, insbesondere in Vertiefungen dieser Wandung, angebracht sein. Die magnetfeldabhängigen Widerstände sind in Reihe geschaltet und werden aus einer Gleichstromquelle 6 gespeist. Es ist-ein Strommeßgerat 5 vorgesehen, mit dem der Gesamtstrom durch die Widerstände gemessen wird.
Weiterhin wird durch Spannungsmeßgeräte 4 die Spannung gemessen, die an jedem magnetfeldabhängigen Widerstand abfällt.
Man kann somit den Widerstandswert jedes einzelnen magnetfeldabhängigen Widerstandes bestimmen, der der Schwimmerlage abhängig ist. Die Lage des Schwimmers und damit die Durchflußmenge pro Zeiteinheit läßt sich dann aus den Widerstandswerten exakt ermitteln. Nach einer entsprechenden Eichung ist die Durchflußmenge an den Meßgeräten direkt ablesbar. Es ist darauf hinzuweisen, daß mit der aufgezeigten Schaltung das Me#prinip charakterisiert sein soll. Es besteht die Möglichkeit, die messung weitgehend zu rationalisieren.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Me#vorrichtung mit zwei magnetfeldabhängigen Widerständen, die vorzugsweise als Istwertgeber für eine Regelvorrichtung zur Steurung des Durchflusses benützt wird. Es ist wieder das Durchflußrohr 1 dargestellt, das von einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom durchströmt ist, der einen permanentmagnetischen Schwimmer 2 trägt, An der Rohrwandung 1 sind zwei magnetfeldabhängige Widerstände 3 eng benachbart zueinander angeordnet, die mit zwei weiteren Widerständen 7 und 8 zu einer ießbrücke zusammengefaßt sind.
Die Me#brücke wird aus einer Gleichstromquelle 6 gespeist. Weiterhin ist eine Me#vorrichtung 9 vorgesehen, die ein Nullinstrument oder vorzugsweise ein volltransistorisierter Diiferenzverstärker sein kann. Eine Abweichung des Durchflusses vor Sollwert wird verzögerungsfrei ein Differenzsignal in der Me#vorrichtung 9 hervorrufen, das direkt als Istwert für eine Regelvorrichtung verwendbar ist. Als Regelvorrichtung zur Steuerung des Durchflusses kann ein üblicher Dreipunktregler verwendet werden.
Fig. 3 zeigt eine Teilansicht einer erfindungsgemä#en Vorrichtung im Schnitt. Auf die Rohrvlandung 1 sind die Schenkel zweier Eisenjoche 10 aufgesetzt. In den Luftspalten 11 der Eisenjoche sind die magnetfeldabhängigen Widerstände 3 angeordnet. Mit elektrischen Leitungen 12 und 13 wird ein Strom durch die magnetfeldabhängigen Widerstände geleitet. Durch die Eis joche wird der magnetische Fluß konzentriert zu den magnetfeldabhängigen Widerständen geführt. Die Empfindlichkeit der teßvorrichtung wird damit erheblich gesteigert.
Hinzuweisen ist noch auf die bereits erwähnte Vormagnetisierung der magnetfeldabhängigen Widerstände, die in keinem der Ausführqwigsbeispiele gesondert dargestellt ist. Zur Vormagnetisierung wird vorzugsweise ein Permanentmagnet benützt. Es können aber auch die Eisenjoche der Fig. 3 mit stromdurchflossenen Windungen versehen sein, durch die das zur Vormagnetisierung äberlagerte Magnetfeld erzeugt wird. Mit der Vormagnetisierung wird der Widerstand der magnetfeldabhängigen Widerstände in einen mit dem Magnetfeld linear verlaufenden Bereich angehoben und danit die Empfindlichkeit der Me#vorrichtung weiter vergrößert.
3 Figuren 9 Patentanspräche

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur messung Durchflusses, bei der ein Gas-oder Flüssigkeitsstrom durch ein senkrecht stehendes Rohr geführt und ein permanentmagnetischer Schwimmer von dem Gas- oder Flüssigkeitsstrom im Rohr getragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei magnetfeldabhängige Widerstände (3) an der Rohrwandung (1) bezüglich der Richtung des Gasstromes hintereinander angeordnet und Mittel (4, 5 bzw. 7, 8, 9) zur Bestimmung des Widerstandswertes der magnetfeldabhängigen Widerstände vorgesehen sind.
2o Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigevorrichtung (4, 5) für die Widerstandswerte vorgesehen ist, aus der der Widerstandswert jedes einzelnen magnetfeldabhängigen Widerstandes (3) entnehmbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei magnetfeldabhängigen Widerstanden (3) eine Meßbrücke (7, 8, 9) zum WiderstandsverCle%ch vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Istwertgeber für eine Regelvorrichtung zur Steuerung des Durchflusses.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetfeldabhängigen Widerstände (D) an der inneren Rohrwandung (1) angeordnet sind.
6o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der magnetfeldabhängigen Widerstände (3) im Luftspalt (11) eines Eisenjoches (io) angeordnet ist, dessen Schenkel wenigstens angenähert der äußeren Rohrwandung (i) angeordnet sind0
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den magnetfeldabhängigen Widerständen (3) zur Vormagnetisierung ein weiteres Magnetfeld überlagert ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,-dadurch gekennzeichnet, daß zur Vormagnetisierung ein Permanentmagnet verwendet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da# das Material der magnetfeldabhängigen Widerstände (3) InSb, insbesondere mit Einschlüssen einer gut leitenden zweiten Phase, wie WiSb, ist.

Leerseite