DE2347323A1

DE2347323A1 - Vorrichtung zur elektronischen erfassung von druckschwankungen von fluessigen und/oder gasfoermigen medien

Info

Publication number: DE2347323A1
Application number: DE19732347323
Authority: DE
Inventors: Maurizio Checchetti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1974-03-28
Also published as: GB1412502A; IT967839B; US3835316A; FR2200517A1; FR2200517B3; JPS4988577A

Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-lng. Manfred Honke

, . ,., , Diplom-Ingenieur

Anwaltsakte: 42 466/cz-sa _{Hans Dieter} Gesthuysen

4300 Essen, den 18.Sept. 1973

Theaterplaiz 3

Patentanmeldung des
Herrn Mauriziο CHECCHETTI
Mailand / Italien, Piazza Sizilia

"Vorrichtung zur elektronischen Erfassung von Druckschwankungen von flüssigen und/oder gasförmigen Medien"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektronischen Erfassung von Druckschwankungeri von flüssigen und/oder gasförmigen Medien mit einem Gehäuse sowie mit einem in einer Gehäusebohrung verstellbar geführten Kolben, wobei der Kolben einerseits von dem unter Druck stehenden Medium beaufschlagbar und andererseits über eine Feder im Gehäuse abgestützt ist,

Bei den aus der Praxis bekannten Geräten, die zur Abgabe von Signalen, zur Druckanzeige oder Aufzeichnung des Druckverlaufes bzw. zu einer automatischen Schaltung mechanischer oder elektri-

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scher Steuergeräte benutzt werden, ist ein kapazitiver oder piezo-elektrischer oder magnetischer Transduktor eingesetzt. Das führt zu einem aufwendigen, elektronischen Komplex in Bezug auf die Erfassung der Druckschwankungen und die Umsetzung in Signale. Sie sind entsprechend störanfällig.

Ferner sind Vorrichtungen ganz anderer Gattung bekannt, und zwar solche, die einen potentiometerartigen Aufbau aufweisen. Diese Vorrichtungen besitzen jedoch nur eine geringe Lebensdauer. Ferner stört die unzureichende Betriebssicherheit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so zu gestalten, daß sie bei wesentlich vereinfachtem Aufbau eine hohe Lebensdauer und Betriebssicherheit gewährleistet und bei der die Druckschwankungen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums auf einfache Weise und feinfühlig in direkt verwertbare elektrische Signale umwandelbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß im Gehäuse an dem Kolben eine mit einer Durchtrittsöffnung versehene Platte oder dergleichen angeschlossen ist und der Durchtrittsöffnung einerseits eine Lichtquelle und andererseits ein ortsfester Schirm mit zumindest einer profilierten Durchbrechung zugeordnet sowie hinter dem Schirm ein Fotoresistor angeordnet und ]ß tzterer an eine elektrische Schaltung zur Umwandlung des erhaltenen optischen Signals in ein elektrisches Signal angeschlossen ist.

Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht vor allem darin, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung als klein bauende Meßdose ausbildbar ist, die mit einem den Kolben aufnehmenden

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Gewindestutzen in die Rohrleitungswandung bzw. Behälterwandung zur Erfassung der Drucksohwankungen einsohraubbar ist. Die Vorrichtung zeichnet sich dabei durch große Lebensdauer und hohe Betriebssicherheit aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert, in der weitere Merkmale aufgezeigt sind. Es zeigen:

Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung und

Fig. 2 die funktionswichtigen Elemente in explosiver Darstellung.

Die Vorrichtung weist ein starres Gehäuse 1 auf, welches einen Rohrstutzen 2 mit Außengewinde aufweist, der unmittelbar an ein Rohr, an einen Behälter oder dgl., welcher ein gasförmiges oder flüssiges Medium enthält, dessen Druck überwacht werden soll, ansohließbar ist. In der Bohrung 3 des Rohrstutzens 2 ist frei, axial verstellbar, durch die Wirkung des in die Bohrung 3 eindringenden Mediums verstellbar, ein kleiner Kolben 4 gelagert, an dem ein Teller 5 mit einer Platte 6 gehaltert ist. In dieser Platte ist eine Durchtrittsöffnung ausgenommen, die deutlich aus den Figuren ersichtlich ist. Auf dem Teller 5 stützt sich das Ende^ einer Feder ab, deren anderes Ende mittels einer Einstellschraube 8 beaufschlagt wird, mittels welcher genauestens der Druck eingestellt werden kann, der durch die Feder 7 auf den Teller 5 ausgeübt wird.

Es ist offensichtlich, daß das starre, die Vorrichtung aufnehmende Gehäuse 1 dicht sein muß, um das Eindringen von Staub oder sonstiger Fremdteilchen zu verhindern.

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Mit Bezug auf die Fig. 2, in welcher gegenüber der verstellbaren Platte 6 eine Lichtquelle 9 angeordnet ist, ist letzterer ein zylindrischer Kondensator Io aus gewöhnlichen Linsen vorgesohaltet. Die Lichtquelle 9 besteht vorzugsweise aus einem TfD d.h. einer Leuchtdiode, welohe unter ihren verschiedenen Vorteilen eine leicht einstellbare Leuchtkraft liefert, die äußerst konstant ist und eine lange Lebensdauer besitzt, nioht heiß wird und die monochromatischen von ihr ausgehenden Strahlen sind für die LDR oder die zur Abtastung verwendeten Fotoresistoren gut verträglich, die wiederum ihrerseits einen umgekehrt proportionalen Widerstand gegen die Beleuchtung besitzen.

An der anderen Seite der Platte 6 ist ein feststehender Sohirm 11 angeordnet, in welchem eine Reihe profilierter Durchbrechungen 12, 13 und 14 ausgenommen ist. Eine dieser Durohbrechungen befindet sich gegenüber der Platte 6, während an der anderen Seite dieser Durchbrechung ein zylindrischer optischer Kondensator 15 angeordnet ist, der gegenüber einem Fotoresistor 16 liegt, welcher seinerseits an eine elektrische Schaltung angeschlossen ist. Während dieses Betriebes des Transduktors geht der Leuohtstrahl aus der Lichtquelle 9, der durch den Kondensator lokondensiert worden ist, duroh die kleine Durchtrittsöffnung in der Platte 6 hindurch und alsdann durch eine der Durchbrechungen des Sohirms 11, sowie durch den Kondensator 15 um auf den Fotoresistor 16 aufzutreffen, welcher das optische Signal in ein elektrisches Signal umwandelt, das gegebenenfalls linear verstärkt wird, das zur unmittelbaren Ablesung oder zur Registrierung von Druckwerten, sowie zur selbsttätigen Regelung mechanischer oder elektrischer Organe ausgenutzt werden kann.

Steigt der Druck des Mediums, so hebt sioh der Kolben 4 im Gegendruck zur Feder 7 und damit auch die Platte 6, so daß

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der Lichstrahl vom Schirm 11 unterbrochen wird und das elektrische Signal, das am Fotoresistor 16 erzeugt wird, schwächer wird. Die Durchbrechungen 12, 1J> und 14 des Schirms 11 sind verschiedenartig voneinander profiliert, so daß das vom Fotoresistor 16 erzeugte elektrische Signal, bei gleichbleibenden Drucksohwankungen des Mediums, den verschiedenen Merkmalen für die Anforderungen der automatischen Regelung entsprechen kann, je nach der Form der Durchbrechungen 12, IJ, 14, welche sich zwischen der Platte 6 und dem Fotoresistor befindet.

Es ist ersichtlich, daß zwecks Steigerung der Anspreehfähigkeit durch Verkleinerung des Hubs des Kolbens 4· und damit dessen kinetischen Gehalts und gleichfalls der Abmessungen desselben sowie derjenigen der Feder, das getastete Signal durch den Lichtstrahl erweitert wird aufgrund des Abstandsverhältnisses zwischen der Lichtquelle 9 und der Platte 6 und zwischen letzterem und dem Schirm 11 (also in Wirklichkeit zwischen diesem Sohirm 11 und dem optischen Zentrum der zylindrischen Kondensatoren 15)· Es ist schließlich noch ersichtlich, daß die AnspreohfHhigkeit des Transduktors noch gesteigert werden kann, indem die Vorspannung der Feder 7 erhöht wird, so daß der Transduktor innerhalb eines bestimmten Bereichs von Drücken wirkt.

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Claims

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplatz Patentansprüche :

1.) Vorrichtung zur elektronischen Erfassung von Druckschwan-Kungen von flüssigen und/oder gasförmigen Medien mit einem Gehäuse sowie mit einem in einer Gehäusebohrung verstellbar geführten Kolben, wobei der Kolben einerseits von dem unter Druck stehenden Medium beaufschlagbar und andererseits über eine Feder im Gehäuse abgestützt ist, d a d u r ο h gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) an dem Kolben (4) eine mit einer Durchtrittsöffnung versehene Platte (6) öder dergleichen angeschlossen ist und der Durchtrittsöffnung einerseits eine LJditquelle (9) und andererseits ein ortsfester Schirm (11) mit zumindest einer profilierten Durchbrechung (12,13,14) zugeordnet, sowie hinter dem Schirm (11) ein Fotoresistor (16) angeordnet und letzterer an eine elektrische Schaltung zur Umwandlung des erhaltenen optischen Signals in ein elektrisches Signal angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (11) mit verschiedenartig profilierten Durchbrechungen (12,13,14) versehen und in einem am Gehäuse (1) befestigten Gestell derartig verstellbar ist, daß die Einzelnen Durchbrechungen (I2,lj5jl4) je nach Bedarf zwisohen Lichtquelle (9) und Fotoresistor (16) anordbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung einen linearen Verstärker aufweist.

4. Vorrichtung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle als eine Leuchtdiode (9) ausgebildet ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (9) und der Platte (6) sowie dem Schirm und dem Fotoresistdr (16) jeweils eine Kondensatorlinse angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einerseits den Kolben (4) beaufschlagende Feder (7) andererseits an einer im Gehäuse (1) geführten Einstellschraube (8) abgestützt ist.

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